มีวงแหวนก๊าซเย็นอยู่รอบ ๆ หลุมดำมวลมหาศาลของทางช้างเผือก

Send

มีศูนย์กลางของกาแลคซีของเราเกิดขึ้นมากมาย ในพื้นที่ใกล้เคียงใจที่ซึ่งกฎของฟิสิกส์ถูกขยายออกไปเกินความเข้าใจนักดาราศาสตร์ได้ตรวจพบวงแหวนก๊าซเย็น

ราศีธนู A-Star หรือ Sag สั้น ๆ คือ 26,000 ปีแสงจากโลกและมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราประมาณ 4 ล้านเท่า มวลทั้งหมดนั้นหมายถึงพลังงานความโน้มถ่วงมหาศาลดึงเอาวัสดุไปยัง A * แต่ก่อนที่วัสดุจะถูกดูดเข้าไปในขอบฟ้าระบายนั้นจะอยู่ในดิสก์สะสมมวลหมุน

นักดาราศาสตร์ได้รู้จักทั้งหมดนี้มาระยะหนึ่งแล้ว ลดลง A * เป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่สว่างเนื่องจากวัสดุในดิสก์ถูกบีบอัดและให้ความร้อนทำให้ปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา มันไม่ใช่แค่ร้อน มันร้อนมากถึง 10 ล้านองศาเซลเซียส (18 ล้านองศาฟาเรนไฮต์) หอดูดาว X-ray ในอวกาศสามารถมองเห็นสิ่งเหล่านี้ทั้งหมดจนถึงประมาณหนึ่งในสิบของปีแสงจากหลุม

แต่ยังมีก๊าซไฮโดรเจน“ เย็น” จำนวนมากภายในไม่กี่ปีแสงของหลุม ก๊าซนี้เย็นเมื่อเปรียบเทียบกับก๊าซอื่น เป็นประมาณ 10,000 องศาเซลเซียส (18,000 องศาฟาเรนไฮต์) สิ่งที่ทำให้สภาพแวดล้อมของหลุมดำไม่เป็นที่รู้จัก จนถึงตอนนี้

“ เราหวังว่าการสำรวจ ALMA ใหม่เหล่านี้จะช่วยให้หลุมดำยอมแพ้ความลับของมัน”
Elena Murchikova หัวหน้าผู้เขียนบทความนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่สถาบันการศึกษาขั้นสูงในเมืองพรินซ์ตันรัฐนิวเจอร์ซีย์

ตอนนี้การศึกษาใหม่โดยใช้ Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) ทำให้เราได้เห็นภาพแรกของเราเกี่ยวกับก๊าซเย็น รายละเอียดงานวิจัยของพวกเขาปรากฏอยู่ในวารสาร Nature ฉบับที่ 6 มิถุนายน นี่คือวิธีที่พวกเขาทำ

มีรังสีอยู่ใกล้ใจกลางกาแลคซีมากพอที่จะทำให้อะตอมไฮโดรเจนสูญเสียอิเล็กตรอน จากนั้นพวกเขาจะฟื้นพวกเขาอีกครั้งในรอบต่อเนื่อง เมื่อรวมกันแล้วการรวมตัวกันอีกครั้งจะปล่อยพลังงานออกมาในสัญญาณความยาวคลื่นหนึ่งมิลลิเมตร สัญญาณนี้สามารถเดินทางไปทั่วโลกด้วยการสูญเสียสัญญาณน้อยมาก

ALMA เป็นเครื่องจักรที่ดีมีประสิทธิภาพและละเอียดอ่อนและสามารถปรับแต่งสัญญาณที่เฉพาะเจาะจงนี้ได้ นักดาราศาสตร์ใช้พลังและความไวแสงนั้นเพื่อสร้างภาพแรกของดิสก์ก๊าซเย็นที่ระยะทางเพียงหนึ่งในร้อยปีแสงจาก Sag A * การสำรวจของพวกเขาทำให้นักดาราศาสตร์แผนที่ตำแหน่งของเมฆนี้และติดตามการเคลื่อนที่ของมัน พวกเขายังวัดขนาดของเมฆไฮโดรเจนและมันบรรจุมวลของดาวพฤหัสประมาณหนึ่งในสิบหรือมวลดวงอาทิตย์หนึ่งหมื่นดวง

“ เราเป็นคนแรกที่นึกภาพดิสก์ที่เข้าใจยากนี้และศึกษาการหมุนของมัน”
Elena Murchikova หัวหน้าผู้เขียนบทความนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่สถาบันการศึกษาขั้นสูงในเมืองพรินซ์ตันรัฐนิวเจอร์ซีย์

เอฟเฟกต์ Doppler ก็เข้ามามีบทบาทเช่นกัน เมื่อสัญญาณจากการรวมตัวกันอีกครั้งของไฮโดรเจนเดินทางสู่โลกความถี่ของมันจะเปลี่ยนไปสู่ส่วนที่เป็นคลื่นสีฟ้า โดยการทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นนักดาราศาสตร์ก็สามารถเห็นว่าวงแหวนของก๊าซหมุนรอบหลุมดำ

เนื่องจากสภาพแวดล้อมรอบ ๆ หลุมดำนั้นวุ่นวายมากจึงต้องทำงานทำความเข้าใจทุกอย่างที่เกิดขึ้นที่นั่น ข้อมูลนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจสภาพแวดล้อมนั้นและหลุมดำมีความสำคัญอย่างไร

“ เราเป็นคนแรกที่นึกภาพดิสก์ที่เข้าใจยากนี้และศึกษาการหมุนของมัน” Elena Murchikova สมาชิกด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากสถาบันการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตันรัฐนิวเจอร์ซีย์และผู้เขียนนำบนกระดาษกล่าว “ เรากำลังตรวจสอบการเพิ่มของหลุมดำ นี่เป็นสิ่งสำคัญเพราะนี่เป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่อยู่ใกล้ที่สุดของเรา ถึงอย่างนั้นเราก็ยังไม่มีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับการเพิ่มการทำงานของมัน เราหวังว่าการสำรวจ ALMA ใหม่เหล่านี้จะช่วยให้หลุมดำยอมแพ้ความลับของมันได้”