กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์นิวเคลียร์สเปคโทรส (NuSTAR) ของนาซ่าได้จับภาพเหตุการณ์อันน่าทึ่งนั่นคือแรงโน้มถ่วงของหลุมดำมวลมหาศาลที่ดึงแสงเอกซ์เรย์บริเวณใกล้เคียง
ในเวลาเพียงไม่กี่วันโคโรนาซึ่งเป็นเมฆอนุภาคที่เดินทางใกล้กับความเร็วแสงก็ตกลงไปในหลุมดำ การสังเกตการณ์เป็นการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์อันทรงพลังซึ่งกล่าวว่าแรงโน้มถ่วงสามารถโค้งงอเวลาอวกาศสิ่งทอที่หล่อหลอมจักรวาลของเราและแสงที่เคลื่อนที่ผ่านมัน
“ เมื่อไม่นานมานี้ Corona ทรุดตัวลงสู่หลุมดำด้วยแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของหลุมดำดึงแสงทั้งหมดลงบนดิสก์ที่อยู่รอบ ๆ ซึ่งวัสดุถูกหมุนเข้าด้านใน” Michael Parker จากสถาบันดาราศาสตร์ในเคมบริดจ์ ราชอาณาจักรในการแถลงข่าว
หลุมดำมวลมหาศาลที่รู้จักกันในชื่อ Markarian 335 นั้นอยู่ห่างจากโลกประมาณ 324 ล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวเพกาซัส ระบบที่รุนแรงเช่นนี้บีบมวลดวงอาทิตย์ของเราประมาณ 10 ล้านเท่าในพื้นที่เพียง 30 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ มันหมุนอย่างรวดเร็วจนพื้นที่และเวลาถูกลากไปกับมัน
ดาวเทียม Swift ของ NASA ได้ตรวจสอบ Mrk 335 เป็นเวลาหลายปีโดยล่าสุดได้สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในความสว่างของเอ็กซ์เรย์ ดังนั้น NuSTAR จึงถูกเปลี่ยนเส้นทางเพื่อดูระบบครั้งที่สอง
NuSTAR รวบรวมรังสีเอกซ์จากหลุมดำและดวงดาวที่กำลังจะตายในช่วงสองปีที่ผ่านมา ความพิเศษของมันคือการวิเคราะห์รังสีเอกซ์พลังงานสูงในช่วง 3 ถึง 79 กิโลโวลต์โวลต์ การสังเกตในแสงเอ็กซ์เรย์พลังงานต่ำแสดงหลุมดำที่ถูกบดบังด้วยเมฆก๊าซและฝุ่น แต่ NuSTAR สามารถดูรายละเอียดว่าเกิดอะไรขึ้นใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์บริเวณรอบหลุมดำซึ่งแสงไม่สามารถหลบหนีจากแรงโน้มถ่วงได้อีกต่อไป
โดยเฉพาะ NuSTAR สามารถมองเห็นแสงโดยตรงของโคโรนาและแสงที่สะท้อนออกมาจากดิสก์สะสมมวลสาร แต่ในกรณีนี้แสงเบลอเนื่องจากการรวมกันของปัจจัยสองสามประการ อย่างแรกการเลื่อนของ doppler นั้นส่งผลต่อดิสก์หมุน ด้านที่หมุนออกไปจากเราแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นความยาวคลื่นสีแดง (และดังนั้นจึงลดพลังงาน) ในขณะที่ด้านที่หมุนไปทางเราแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นความยาวคลื่นสีฟ้า (และพลังงานที่สูงกว่า) เอฟเฟกต์ที่สองเกี่ยวข้องกับความเร็วมหาศาลของหลุมดำหมุน และผลสุดท้ายคือจากแรงโน้มถ่วงของหลุมดำซึ่งดึงแสงทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน
ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ทำให้แสงเปื้อน
การสังเกตการณ์ของ NuSTAR ยังเผยให้เห็นว่าการจับแรงโน้มถ่วงของหลุมดำดึงแสงของโคโรนาไปยังส่วนด้านในของดิสก์สะสมมวลเพื่อให้ความสว่างดีขึ้น นาซ่าอธิบายว่าราวกับว่ามีใครบางคนส่องไฟฉายสำหรับนักดาราศาสตร์โคโรนาที่เปลี่ยนไปส่องสว่างในภูมิภาคที่แม่นยำที่พวกเขาต้องการศึกษา
“ เรายังไม่เข้าใจอย่างแน่ชัดว่าโคโรนาถูกสร้างขึ้นมาอย่างไรหรือทำไมมันถึงเปลี่ยนรูปร่าง แต่เราเห็นว่ามันสว่างขึ้นรอบ ๆ หลุมดำทำให้เราสามารถศึกษาภูมิภาคต่างๆได้อย่างใกล้ชิด กลายเป็นที่โดดเด่น” นักวิจัยหลักของ NuSTAR Fiona Harrison จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียกล่าว “ ความสามารถที่ไม่เคยมีมาก่อนของ NuSTAR สำหรับการสังเกตเหตุการณ์นี้และเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกันช่วยให้เราสามารถศึกษาผลกระทบการดัดงอที่รุนแรงที่สุดของสัมพัทธภาพทั่วไป”
ข้อมูลใหม่มีแนวโน้มที่จะปลดปล่อยโคโรนาลึกลับเหล่านี้ซึ่งกฎของฟิสิกส์ถูกผลักดันให้ถึงขีด จำกัด
บทความได้รับการตีพิมพ์ในประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์แห่งโลกและมีให้บริการออนไลน์
