ภาพเอ็กซ์เรย์ของ Chandra Deep Field-North เครดิตรูปภาพ: NASA / PSU คลิกเพื่อขยาย
ข้อมูลจากการสำรวจหอสังเกตการณ์ X-ray แสดงให้เห็นว่าหลุมดำนั้นมีจำนวนมากและมีการพัฒนาที่แตกต่างไปจากที่นักวิจัยคาดการณ์ไว้
“ เราต้องการการสำรวจสำมะโนประชากรของหลุมดำทั้งหมดและเราต้องการที่จะรู้ว่าพวกเขาเป็นอย่างไร” นีแอลแบรนซ์ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์กล่าว “ เราต้องการที่จะวัดว่าหลุมดำโตขึ้นอย่างไรในประวัติศาสตร์ของจักรวาล”
Brandt และนักวิจัยคนอื่น ๆ ทำอย่างนั้นโดยการดูท้องฟ้าในซีกโลกเหนือที่เรียกว่า Chandra Deep Field-North โดยใช้หอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์ของนาซ่าและแพทช์ที่คล้ายกันในซีกโลกใต้ที่เรียกว่า Extended Chandra Deep Field-South . การสำรวจยังดำเนินการในส่วนอื่น ๆ ของท้องฟ้าโดยใช้ทั้ง X-ray Multi-Mirror Mission-Newton X-ray ของจันทราและองค์การอวกาศยุโรป
นักวิจัยมองไปที่การปล่อยรังสีเอกซ์เนื่องจากพื้นที่รอบ ๆ หลุมดำปล่อยรังสีเอกซ์รวมถึงแสงที่มองเห็นได้ ธรรมชาติของรังสีเอกซ์ที่ทะลุทะลวงให้เป็นวิธีโดยตรงในการระบุหลุมดำ การใช้รังสีเอกซ์ยังช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถระบุหลุมดำที่ศูนย์กลางของกาแลคซีโดยไม่มีสัญญาณที่ถูกลบออกจากแสงที่มองเห็นซึ่งมาจากดาวฤกษ์ของกาแลคซี Brandt บอกผู้เข้าร่วมประชุมในการประชุมประจำปีของสมาคมอเมริกันเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ St. Louis, Mo. Feb. 17 หลุมดำที่พวกเขาศึกษาคือพวกที่อาศัยอยู่ที่ใจกลางกาแลคซีและเปล่งรังสีเอกซ์ออกมาอย่างแข็งขันดังนั้นพวกมันจึงถูกเรียกว่านิวเคลียสกาแลกติก
“ เราพบหลุมดำขนาดใหญ่พิเศษที่ใจกลางกาแลคซีขนาดใหญ่” Brandt กล่าว “ กาแลคซีของเรายังมีหลุมดำของมันเองที่ศูนย์กลางของมันซึ่งตรวจวัดมวลดวงอาทิตย์ 2.6 ล้านดวง หลุมดำของเราไม่ได้ทำงานวันนี้ แต่เราคิดว่ามันเคยทำงานในอดีต”
การสำรวจเอ็กซ์เรย์เอกซ์เอกซ์เรย์เชิงลึกเหล่านี้ดูที่แผ่นฟ้าที่คัดเลือกอย่างระมัดระวังซึ่งส่วนใหญ่ไม่มีสิ่งใดที่อาจรบกวนการรับข้อมูลรังสีเอกซ์ จันทรามองดูที่จันทราลึกฟิลด์ - นอร์ ธ - พื้นที่บนท้องฟ้าสองในสามของขนาดพระจันทร์เต็มดวง - ในช่วงเวลา 23 วันในระยะเวลาสองปี นักวิจัยตรวจพบแหล่งรังสีเอกซ์ประมาณ 600 แหล่ง หลังจากเปรียบเทียบภาพ X-ray กับภาพแสงที่มีชิ้นส่วนของท้องฟ้าที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเกือบ 600 แหล่งที่มาทั้งหมดตรงกับกาแลคซีแบบแสงบอกว่าหลุมดำที่เป็นแหล่งกำเนิดของเอกซ์เรย์ ศูนย์กลางของกาแลคซี
“ นักดาราศาสตร์ X-ray กำลังทำดีกว่าคนอื่นประมาณสิบในการระบุนิวเคลียสกาแลคซีที่ใช้งานอยู่เหล่านี้” Brandt กล่าว “ ด้วยเวลาที่มากขึ้นเราสามารถทำได้ดียิ่งขึ้นไปได้มากยิ่งขึ้น”
สิ่งที่นักวิจัยพบคือหลุมดำขนาดใหญ่พิเศษมีจำนวนมากกว่าที่เราคาดไว้ พวกเขายังพบว่าหลุมดำมีวิวัฒนาการที่แตกต่างจากที่นักดาราศาสตร์คาดไว้ก่อนที่จะทำงานกับจันทรา แบรนดท์แสดงให้เห็นว่ามีหลุมดำขนาดใหญ่สุดประมาณ 300 ล้านหลุมในท้องฟ้า
การมีอยู่ของหลุมดำจำนวนมากยืนยันว่าสิ่งที่ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าเป็นรังสีพื้นหลังเอกซ์เรย์จักรวาลที่แพร่กระจายอย่างแท้จริงมาจากแหล่งกำเนิดของจุด
ในทศวรรษ 1960 นักดาราศาสตร์ค้นพบควาซาร์ซึ่งเป็นหลุมดำที่อยู่ไกลและส่องสว่างมากในใจกลางกาแลคซี Quasars ซึ่งเดิมเรียกว่าแหล่งวิทยุเสมือนเป็นตัวเอกถูกศึกษาอย่างเข้มข้น ในไม่ช้านักวิจัยก็ตระหนักว่ามีเพียงวัตถุเหล่านี้เท่านั้นที่เป็นตัวส่งสัญญาณวิทยุและพวกเขาก่อตัวขึ้นตั้งแต่แรกในประวัติศาสตร์ของจักรวาล
“ แม้ว่าควาซาร์จะงดงาม แต่พวกมันก็ไม่ได้เป็นตัวแทนของนิวเคลียสกาแลกติกทั่วไป” แบรนดท์กล่าว “ ตอนนี้เมื่อใช้จันทราและหอดูภาพเอ็กซ์เรย์อื่น ๆ เราสามารถค้นหาและศึกษานิวเคลียสกาแลกติกที่มีความส่องสว่างในระดับปานกลางในจักรวาลที่อยู่ไกลออกไปและสูง”
ควาซาร์และนิวเคลียสกาแลกติกกาแลกติกที่มีความส่องสว่างปานกลางยังมีวิวัฒนาการที่แตกต่างกัน ควาซาร์เป็นปรากฏการณ์ของกาแลคซีรุ่นใหม่ในขณะที่นิวเคลียสกาแลคซีที่มีการใช้งานในระดับปานกลางจะพุ่งขึ้นไปสูงสุดในช่วงเวลาของจักรวาล
“ เราอยากทราบว่านิวเคลียสกาแล็กซี่ที่ใช้งานมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของจักรวาลหรือไม่” แบรนด์แบรนต์กล่าว “ หลุมดำกินและเจริญเติบโตในแบบเดียวกันกับประวัติศาสตร์ของจักรวาลหรือไม่”
นักวิจัยมองไปที่ปริมาณพลังงานที่สัมพันธ์กันออกมาในรังสีเอกซ์เมื่อเทียบกับความยาวคลื่นอื่น ๆ และพบว่าอัตราส่วนนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา 13 พันล้านปี พวกเขาดูสเปกตรัมรังสีเอกซ์และพบว่าสิ่งเหล่านี้ก็ไม่ได้เปลี่ยนไปตามกาลเวลา
“ แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในความหนาแน่นของช่องว่างของหลุมหลัง แต่เครื่องยนต์แต่ละเครื่องที่ให้กำลังนิวเคลียสกาแลกติกที่มีความเสถียรสูงมาก” Brandt กล่าว
Brandt เชื่อว่า Chandra สามารถสังเกตการณ์ Chandra Deep Field-North เป็นระยะเวลานานขึ้นและได้รับข้อมูลที่ละเอียดอ่อนและลึกซึ้งยิ่งขึ้น สิ่งนี้จะนำไปสู่กาแลคซีแสงที่ถูกบดบังในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังจะรวบรวมรังสีเอกซ์มากขึ้นช่วยให้สามารถวิเคราะห์สเปกตรัมรังสีเอกซ์และความแปรปรวนได้ดีขึ้น ด้วยการตรวจละเอียดที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นนักวิจัยยังตรวจจับกาแลคซีที่ไม่ทำงานอย่างเช่นจำนวนของเราเองที่เพิ่มขึ้น
“ จันทราทำงานได้ดีเป็นเวลาหกปีแล้ว” แบรนต์กล่าว “ ไม่มีเหตุผลว่าทำไมจันทราและนิวตันไม่สามารถสังเกตต่อไปอีก 10 ปีหรือมากกว่านั้น”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว PSU
