การค้นหาหลุมดำที่ซ่อนอยู่

ดูท้องฟ้าด้วยเครื่องมือเอ็กซเรย์และคุณจะเห็นรังสีพื้นหลังในทุกทิศทาง บางทีพวกเขาอาจซ่อนตัวอยู่ ปกคลุมไปด้วยเมฆหนาของก๊าซและฝุ่น หรืออาจเป็นอย่างอื่นที่ก่อให้เกิดรังสีเอกซ์พื้นหลังทั้งหมด

นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปและอเมริกันในการค้นหาหลุมดำมวลมหาศาลที่ซ่อนตัวอยู่ในกาแลคซีใกล้เคียงพบว่ามีจำนวนน้อยมากอย่างน่าประหลาดใจ หลุมดำนั้นซ่อนอยู่ได้ดีกว่าที่นักวิทยาศาสตร์รู้ตัวหรือซ่อนอยู่ในจักรวาลที่ห่างไกล

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าหลุมดำขนาดใหญ่พิเศษบางแห่งจะต้องซ่อนตัวอยู่หลังเมฆฝุ่นหนา ผ้าห่อศพที่เต็มไปด้วยฝุ่นเหล่านี้ช่วยให้รังสีเอกซ์พลังงานสูงสุดส่องผ่านเท่านั้น เมื่ออยู่ในอวกาศรังสีเอกซ์จะรวมกันเป็นพื้นหลังของเอกภพของรังสีเอกซ์ที่แทรกซึมทั่วทั้งพื้นที่

การค้นหาหลุมดำที่ซ่อนอยู่เป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจสำมะโนประชากรครั้งแรกของส่วนพลังงานสูงสุดของท้องฟ้า X-ray นำโดย Loredana Bassani, IASF, อิตาลี, ทีมนักดาราศาสตร์ตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร Astrophysical Journal Letters ในเดือนมกราคมปีนี้ พวกเขาแสดงให้เห็นเศษส่วนของหลุมดำที่ซ่อนอยู่ในจักรวาลใกล้เคียงประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์โดยใช้ข้อมูลจากการสำรวจรังสีแกมมาที่โคจรรอบ ESA ของห้องปฏิบัติการรังสีแกมมาระหว่างประเทศของรังสีแกมม่า (อินทิกรัล)

ตอนนี้นักดาราศาสตร์จาก NASA Goddard Space Flight Center ใน Greenbelt, Maryland และศูนย์ข้อมูลวิทยาศาสตร์ Integral ใกล้เจนีวาประเทศสวิตเซอร์แลนด์ได้พบเศษส่วนที่น้อยลงโดยใช้ข้อมูลต่อเนื่องเกือบสองปีเช่นกันจาก Integral ผลงานแสดงให้เห็นว่ามีหลุมดำที่ซ่อนอยู่ไม่กี่แห่งในจักรวาลใกล้เคียงอย่างเห็นได้ชัดเพื่อสร้างรังสีพื้นหลังเอ็กซ์เรย์ที่สังเกตได้

“ โดยธรรมชาติมันเป็นเรื่องยากที่จะหาสิ่งที่เรารู้ว่าซ่อนได้ดีและมีการตรวจจับที่ผ่านพ้นไปแล้ว” Volker Beckmann จาก NASA Goddard และมหาวิทยาลัยแมริแลนด์บัลติมอร์เคาน์ตี้ผู้เขียนรายงานฉบับใหม่กล่าว วารสาร Astrophysical Journal “ อินทิกรัลเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ควรเห็นหลุมดำที่ซ่อนอยู่ใกล้ ๆ แต่เรากลับมาสั้น ๆ ” เขากล่าว

ท้องฟ้า X-ray นั้นมีพลังมากกว่าท้องฟ้าที่เราคุ้นเคย กิจกรรมเอ็กซ์เรย์ส่วนใหญ่คิดว่ามาจากหลุมดำดูดก๊าซจากสภาพแวดล้อมของพวกเขาอย่างรุนแรง

การค้นพบล่าสุดในดาราศาสตร์ X-ray รวมถึงการสำรวจสำมะโนประชากรของหลุมดำอย่างละเอียดที่ดำเนินการโดยหอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์ของนาซ่าและ Rossi X-ray Timing Explorer Explorer ล้วนเกี่ยวข้องกับรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ ช่วงพลังงานประมาณ 2 ถึง 20,000 อิเล็กตรอน - โวลต์ (เมื่อเปรียบเทียบกับแสงจะประมาณ 2 อิเล็กตรอน - โวลต์) การสำรวจ Integral สองครั้งเป็นการมองครั้งแรกในการสำรวจพลังงานที่สูงกว่าที่ยังไม่ได้สำรวจหรือ 'เอ็กซ์เรย์' ระบบการปกครองของเอ็กซ์เรย์ที่ 20,000 ถึง 300,000 อิเล็กตรอนโวลต์

“ พื้นหลัง X-ray ซึ่งเป็นผ้าห่มรังสีเอกซ์ที่แพร่หลายที่เราเห็นทุกแห่งในเอกภพมียอดอิเล็คตรอนประมาณ 30,000 โวลต์ แต่เราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับสิ่งที่สร้างรังสีนี้” Neil Gehrels ของ NASA Goddard กล่าว ผู้ร่วมเขียน

ทฤษฎีคือหลุมดำที่ซ่อนอยู่ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เรียกว่าวัตถุที่มีความหนาของคอมป์ตันมีหน้าที่ในการสร้างเอ็กซ์เรย์อิเล็กตรอนจำนวน 30,000 อิเล็กตรอนในพื้นหลังของเอกภพ อินทิกรัลเป็นดาวเทียมดวงแรกที่ไวต่อการค้นพบในเอกภพท้องถิ่น

จากการสำรวจของ Beckmann พบว่ากาแลคซีหลุมดำทั้งหมดที่ Integral ตรวจพบน้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์นั้นเป็นความหลากหลายที่ปกคลุมด้วยหนา 'คอมป์ตัน' นั่นมีนัยยะสำคัญสำหรับการอธิบายว่ารังสีเอกซ์ในพื้นหลังเอกภพเอกซ์เรย์มาจากไหน

“ หลุมดำที่ซ่อนอยู่ที่เราค้นพบในขณะนี้สามารถมีส่วนร่วมเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของพลังแห่งพื้นหลังเอกซ์เรย์จักรวาล” บาสซานีกล่าว นี่ก็หมายความว่าหากหลุมดำที่ซ่อนอยู่นั้นประกอบขึ้นเป็นพื้นหลังของเอ็กซ์เรย์จำนวนมากพวกมันจะต้องอยู่ห่างไกลออกไปมากในจักรวาลที่ห่างไกลกว่า ทำไมถึงเป็นเช่นนี้? เหตุผลหนึ่งอาจเป็นได้ว่าในเอกภพท้องถิ่นหลุมดำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดส่วนใหญ่จะมีเวลากินหรือระเบิดก๊าซและฝุ่นละอองทั้งหมดที่ครั้งหนึ่งเคยปกคลุมพวกมันไว้

สิ่งนี้จะทำให้พวกเขาไม่สามารถผลิตรังสีเอกซ์ได้เนื่องจากมันเป็นความร้อนของแก๊สที่ตกลงไปในหลุมดำที่สร้างรังสีเอกซ์ขึ้นมาไม่ใช่หลุมตัวเอง ดังนั้นหากหลุมดำลบล้างสภาพแวดล้อมของสสารจะไม่มีอะไรเหลือในการสร้างรังสีเอกซ์

ในทางกลับกันความเป็นไปได้อีกอย่างก็คือหลุมดำที่ซ่อนอยู่นั้นอาจซ่อนอยู่มากกว่าที่นักดาราศาสตร์รู้ “ ความจริงที่ว่าเราไม่เห็นพวกเขาไม่ได้แปลว่าพวกเขาไม่ได้อยู่ที่นั่น แต่เราไม่เห็นพวกเขา บางทีพวกมันอาจถูกซ่อนไว้ลึกกว่าที่เราคิดดังนั้นต่ำกว่าขีด จำกัด การตรวจจับของอินทิกรัล” บาสซานีกล่าว

ในขณะเดียวกันทีมนาซ่ากำลังวางแผนที่จะขยายการค้นหาหลุมดำที่ซ่อนอยู่ไกลออกไปในจักรวาล “ นี่เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของภูเขาน้ำแข็ง ในอีกไม่กี่เดือนเราจะมีการสำรวจขนาดใหญ่ที่เสร็จสมบูรณ์พร้อมกับภารกิจ Swift เป้าหมายของเราคือการผลักดันการสังเกตแบบนี้ให้ลึกลงไปในจักรวาลเพื่อดูกิจกรรมของหลุมดำในยุคแรก ๆ นั่นเป็นความท้าทายครั้งต่อไปสำหรับนักดาราศาสตร์ X-ray และ gamma-ray” Beckmann กล่าวสรุป

แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA

ต้องการอัปเดตวอลล์เปเปอร์คอมพิวเตอร์ของคุณหรือไม่ นี่คือชุดภาพพื้นหลังสีดำ