นักดาราศาสตร์บันทึกการระเบิดครั้งใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาในจักรวาล

Send

หลุมดำมวลมหาศาลที่อยู่ห่างออกไปหลายร้อยล้านปีแสงตั้งอยู่ในใจกลางของกระจุกกาแลคซีชื่อโอฟีฟูส แม้ว่าหลุมดำจะมีชื่อเสียงในด้านการดูดซับในวัสดุที่อยู่รอบ ๆ แต่บางครั้งพวกมันก็ขับไล่วัสดุออกเป็นไอพ่น หลุมดำนี้เป็นที่ตั้งของการระเบิดที่ทรงพลังอย่างเหลือเชื่อเกือบจะสร้างขึ้นเมื่อวัสดุจำนวนมากถูกขับออกไป

“ ในบางกรณีระเบิดนี้คล้ายกับการระเบิดของภูเขาไฟ เซนต์เฮเลนส์ในปี 1980 ฉีกออกเป็นยอดเขา”
Simone Giantucci ผู้เขียนหลัก

กระจุกกาแลคซีโอฟิวซัสอยู่ห่างออกไปประมาณ 390 ล้านปีแสง ในใจกลางของกระจุกดาวนั้นมีกาแลคซีที่มีหลุมดำมวลมหาศาล นักดาราศาสตร์ที่ใช้ข้อมูลจากหอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์และยานอวกาศ XMM นิวตันของ ESA เห็นการระเบิดของหลุมดำ พวกเขายังใช้การสังเกตการณ์ทางวิทยุจาก Murchison Widefield Array (MWA) ในออสเตรเลียและกล้องโทรทรรศน์วิทยุยักษ์ Metrewave (GMRT) ในอินเดีย

ทีมที่อยู่เบื้องหลังงานนี้ตีพิมพ์ผลของพวกเขาในวารสาร Astrophysical บทความของพวกเขามีชื่อว่า "การค้นพบซากดึกดำบรรพ์วิทยุยักษ์ในกระจุกกาแลคซี Ophiuchus" ผู้เขียนหลักของกระดาษคือ Simona Giacintucci จาก Naval Research Laboratory ใน Washington, DC

“ ในบางกรณีระเบิดนี้คล้ายกับการระเบิดของภูเขาไฟ เฮเลนในปี 1980 ฉีกออกจากยอดเขา” ผู้เขียนนำกล่าวว่า “ ความแตกต่างที่สำคัญคือคุณสามารถใส่กาแลคซีทางช้างเผือกได้สิบห้าแห่งติดต่อกันเป็นปล่องภูเขาไฟการปะทุครั้งนี้ทำให้เกิดก๊าซร้อนในคลัสเตอร์”

หลุมที่เกิดจากการระเบิดเรียกว่าฟอสซิลของคลื่นวิทยุ มันถูกแกะสลักออกจากอวกาศโดยเครื่องบินไอพ่นหรือลำแสงของวัสดุที่ร้อนจัดเป็นพิเศษซึ่งระเบิดออกมาจากหลุมดำและชนกับวัสดุโดยรอบ ไอพ่นเหล่านั้นเป็นผลมาจากสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่ากาแลคซีนิวเคลียสที่ใช้งานอยู่หรือ AGN ซึ่งถูกปล่อยออกมาจากหลุมดำที่เป็น“ การให้อาหาร” ในกรณีนี้พื้นที่สลักออกถูกพบครั้งแรกในภาพจันทราของพื้นที่เป็นขอบโค้งที่ผิดปกติ นั่นเป็นรายงานครั้งแรกในปี 2559

ผู้เขียนบทความนั้นสงสัยว่าหลุมดำสามารถสร้างขอบโค้งนี้ได้หรือไม่ แต่ลดความคิดนั้นโดยคิดว่าไม่มีหลุมดำใดที่มีพลังนั้น ในบทความนั้นพวกเขากล่าวว่า“ เราสรุปว่าคุณลักษณะนี้น่าจะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของแก๊สที่เกี่ยวข้องกับการควบรวมกิจการ”

ในบทความใหม่นี้ผู้เขียนมาถึงข้อสรุปที่แตกต่างกัน “ มันดูเหมือนจะเป็นฟอสซิลที่มีอายุมากของการระเบิด AGN ที่ทรงพลังที่สุดที่เห็นในกระจุกกาแลคซีใด ๆ ”

ปริมาณพลังงานในการระเบิดนั้นส่าย มันปล่อยพลังงานมากกว่าผู้บันทึกก่อนหน้าห้าเท่าและมากกว่าหลายร้อยเท่าจากกลุ่มทั่วไป

กากบาทในรุ่นที่มีป้ายกำกับแสดงให้เห็นว่ากาแลคซีกลางตั้งอยู่ ก๊าซที่เจ๋งที่สุดและหนาแน่นที่สุดนั้นอยู่ห่างจากกาแลคซีกลางประมาณ 6500 ปีแสง ในภาพนี้ที่สอดคล้องกับพื้นที่ที่เล็กกว่าไม้กางเขนที่ใช้ในการค้นหากาแลคซีกลางและแหล่งกำเนิดของการระเบิด สิ่งที่น่าสนใจคือถ้าก๊าซเคลื่อนตัวไกลจากแหล่งกำเนิดแล้วหลุมดำที่มาก็จะถูกกีดกันจากเชื้อเพลิงเพื่อการเติบโต ในทางกลับกันจะหยุดเครื่องบินไอพ่น

ตามรายงานใหม่นี้เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง “ ปัจจุบัน AGN กำลังขาดแคลนก๊าซเย็นเนื่องจากจุดสูงสุดของความหนาแน่นของก๊าซถูกแทนที่ด้วยแกนกลาง sloshing” ผู้เขียนกล่าว “ ตัว sloshing นั้นสามารถถูกจุดระเบิดได้ด้วยการระเบิดที่ไม่ธรรมดานี้ถ้ามันเกิดขึ้นในแกนกลางของก๊าซที่ไม่สมมาตร ไดโนเสาร์ตัวนี้อาจเป็นตัวอย่างของแหล่งกำเนิดชั้นใหม่ที่จะค้นพบโดยการสำรวจความถี่ต่ำของกระจุกกาแลคซี”

นักดาราศาสตร์ใช้คำว่า "sloshing" เพื่ออธิบายการกระจัดของก๊าซ มันคล้ายกับของเหลว sloshing รอบ ๆ ในภาชนะ Sloshing มักจะถูกเรียกโดยกระจุกกาแลคซีสองแห่งที่รวมกัน แต่นักดาราศาสตร์คิดว่าในกรณีนี้การระเบิดอาจทำให้เกิด

ในขณะที่กระดาษ 2016 ก่อนหน้านี้มีพื้นฐานมาจากข้อมูลจันทราเอ็กซ์เรย์ แต่กระดาษใหม่ใช้ข้อมูล X-Ray จาก XMM Newton ของ ESA เพื่อตรวจจับคุณลักษณะโค้งที่ผิดปกติและยืนยันมัน พวกเขายังใช้ข้อมูลวิทยุจากสองหอสังเกตการณ์เพื่อตรวจสอบภูมิภาคต่อไป ข้อมูลดังกล่าวยืนยันว่าขอบโค้งนั้นเป็นขอบของหลุมฟอสซิลขนาดมหึมา กุญแจสำคัญในการนี้คือการปล่อยคลื่นวิทยุนอกหลุมซึ่งเร่งความเร็วให้ใกล้เคียงกับความสัมพันธ์ การควบรวมกิจการไม่สามารถทำได้ การระเบิดของวัตถุขนาดใหญ่เท่านั้นที่จะทำได้

“ ข้อมูลวิทยุที่บรรจุอยู่ภายในรังสีเอกซ์เหมือนกับมือในถุงมือ” Maxim Markevitch ผู้เขียนร่วมของศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าในกรีนเบลต์รัฐแมริแลนด์กล่าว “ นี่คือเหตุอันเกิดขึ้นที่บอกเราถึงการปะทุของขนาดที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาที่นี่”

การระเบิดเกิดขึ้นในอดีตแล้วและนักดาราศาสตร์ไม่สามารถเห็นหลักฐานของกิจกรรม AGN ต่อเนื่องจากหลุมดำ ที่ตรงกับข้อมูลที่แสดงให้เห็นหลุมดำที่อยู่ในฟองสบู่ขนาดใหญ่ของการสร้างของมันเอง

Melanie Johnston-Hollitt ผู้เขียนร่วมจากศูนย์ดาราศาสตร์ทางวิทยุนานาชาติในออสเตรเลียกล่าวว่าบ่อยครั้งที่ในกรณีของดาราศาสตร์ฟิสิกส์เราจำเป็นต้องมีการสำรวจหลายความยาวคลื่นเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการทางกายภาพในที่ทำงานอย่างแท้จริง “ การมีข้อมูลที่รวมกันจาก X-ray และกล้องโทรทรรศน์วิทยุได้เปิดเผยแหล่งที่มาที่พิเศษนี้ แต่จำเป็นต้องมีข้อมูลมากขึ้นเพื่อตอบคำถามที่เหลือจำนวนมากที่วัตถุนี้โพสท่า”