สภาพแวดล้อมรอบ ๆ หลุมดำเป็นอย่างไร นักดาราศาสตร์จะได้รับความคิดที่ดีโดยการสังเกตแสงที่มาจากการเพิ่มดิสก์โดยรอบหลุมดำ แสงไม่คงที่ - มันลุกเป็นไฟร่องและประกายไฟ - และการกะพริบนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่แปลกใหม่เกี่ยวกับพลังงานมหาศาลที่เปล่งออกมาจากหลุมดำรอบ ๆ นักดาราศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กจะต้องมีบทบาทสำคัญในการที่หลุมดำกลืนสสาร
“ แสงที่ริบหรี่อย่างรวดเร็วจากหลุมดำเป็นที่สังเกตกันโดยทั่วไปในช่วงความยาวคลื่น X-ray” Poshak Gandhi ผู้นำทีมนานาชาติที่รายงานผลลัพธ์เหล่านี้กล่าว “ การศึกษาใหม่นี้เป็นเพียงหนึ่งในไม่กี่วันที่ยังสำรวจการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของแสงที่มองเห็นและที่สำคัญที่สุดคือความผันผวนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับรังสีเอกซ์”
การสำรวจติดตามการกะพริบของหลุมดำพร้อมกันโดยใช้เครื่องมือสองแบบที่แตกต่างกันอย่างใดอย่างหนึ่งบนพื้นดินและหนึ่งในพื้นที่ ข้อมูล X-ray ถ่ายโดยใช้ดาวเทียม Rossi X-ray Timing Explorer ของ NASA แสงที่มองเห็นนั้นถูกรวบรวมด้วยกล้องความเร็วสูง ULTRACAM ซึ่งเป็นเครื่องมือในการเยี่ยมชมที่ Very Large Telescope (VLT) ของ ESO ซึ่งบันทึกได้มากถึง 20 ภาพต่อวินาที ULTRACAM ได้รับการพัฒนาโดยสมาชิกในทีม Vik Dhillon และ Tom Marsh “ สิ่งเหล่านี้เป็นหนึ่งในการสำรวจหลุมดำที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมาด้วยกล้องโทรทรรศน์ออปติคัลขนาดใหญ่” Dhillon กล่าว
นักดาราศาสตร์ค้นพบความประหลาดใจของพวกเขาว่าความผันผวนของความสว่างในแสงที่มองเห็นนั้นเร็วกว่าที่พบในรังสีเอกซ์ นอกจากนี้ความแปรปรวนของแสงที่มองเห็นและ X-ray ไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกัน แต่ทำตามรูปแบบที่ซ้ำ ๆ และน่าทึ่ง: ก่อนที่รังสีเอกซ์จะเปล่งแสงสลัวของแสงที่มองเห็นได้ เศษเสี้ยวของวินาทีก่อนที่จะลดลงอย่างรวดเร็วอีกครั้ง
ดูหนังเรื่องความผันผวน
ไม่มีของรังสีเหล่านี้โผล่ออกมาโดยตรงจากหลุมดำ แต่จากพลังงานที่รุนแรงไหลของเรื่องประจุไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียง สภาพแวดล้อมของหลุมดำนั้นถูกปรับเปลี่ยนโดยกองกำลังแข่งขันอย่างต่อเนื่องเช่นแรงโน้มถ่วงแม่เหล็กและแรงระเบิด เป็นผลให้แสงที่ปล่อยออกมาจากการไหลของสสารร้อนนั้นแตกต่างกันไปในความสว่างในแบบที่ยุ่งเหยิงและจับจด “ แต่รูปแบบที่พบในการศึกษาใหม่นี้มีโครงสร้างที่มั่นคงซึ่งโดดเด่นท่ามกลางความแปรปรวนวุ่นวายเป็นอย่างอื่นและสามารถให้เบาะแสที่สำคัญเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพที่สำคัญในการปฏิบัติ” Andy Fabian สมาชิกในทีมกล่าว
การปล่อยแสงที่มองเห็นได้จากบริเวณใกล้เคียงของหลุมดำได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่าเป็นเอฟเฟกต์ที่สองพร้อมกับการระเบิดของรังสีเอกซ์หลักที่ส่องสว่างก๊าซที่อยู่รอบ ๆ ซึ่งจะส่องสว่างในระยะมองเห็น แต่ถ้าเป็นเช่นนั้นความแปรปรวนของแสงที่มองเห็นได้จะช้าลงหลังความแปรปรวนของรังสีเอกซ์และจะช้ากว่ามากจนถึงจุดสูงสุดและจางหายไป “ การกะพริบของแสงที่มองเห็นได้อย่างรวดเร็วในขณะนี้ค้นพบได้ทันทีทำให้กฎนี้เกิดขึ้นสำหรับทั้งสองระบบที่ศึกษา” คานธีกล่าว “ แต่ความแปรผันของรังสีเอกซ์และแสงที่มองเห็นได้นั้นจะต้องมีจุดกำเนิดร่วมกันและใกล้กับหลุมดำมาก”
สนามแม่เหล็กแรงเป็นตัวแทนที่ดีที่สุดสำหรับกระบวนการทางกายภาพที่โดดเด่น ทำหน้าที่เป็นอ่างเก็บน้ำพวกเขาสามารถดูดซับพลังงานที่ปล่อยออกมาใกล้กับหลุมดำเก็บไว้จนกว่ามันจะถูกปล่อยออกมาไม่ว่าจะเป็นรังสีเอกซ์พลาสม่า (หลายล้านองศา) ที่ร้อนหรือเป็นกระแสของอนุภาคที่มีประจุเดินทางใกล้ ความเร็วของแสง การแบ่งพลังงานออกเป็นสององค์ประกอบนี้อาจส่งผลให้รูปแบบลักษณะของ X-ray และความแปรปรวนของแสงที่มองเห็นได้
เอกสารเกี่ยวกับงานวิจัยนี้: ที่นี่และที่นี่
ที่มา: ESO
