เครดิตรูปภาพ: ESO
การเติมเต็มความฝันเก่าแก่ของนักดาราศาสตร์การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLTI) ที่หอดูดาว ESO Paranal (ชิลี) ทำให้ตอนนี้เป็นไปได้ที่จะได้ภาพที่ชัดเจนของสภาพแวดล้อมรอบ ๆ หลุมดำที่ใจกลางกาแลคซี . ผลลัพธ์ใหม่เกี่ยวข้องกับกาแลคซีกังหัน NGC 1068 ซึ่งอยู่ในระยะทางประมาณ 50 ล้านปีแสง
พวกเขาแสดงการกำหนดค่าของฝุ่นอุ่นเปรียบเทียบ (ประมาณ 50 องศาเซลเซียส) การวัด 11 ปีแสงและ 7 ปีแสงหนากับเขตร้อนภายใน (500 ° C) กว้างประมาณ 2 ปีแสง
การสำรวจภาพและสเปกตรัมเหล่านี้เป็นการยืนยันทฤษฎีปัจจุบันว่าหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีที่เคลื่อนไหวอยู่นั้นถูกปกคลุมไปด้วยโครงสร้างรูปทรงโดนัทที่หนาของก๊าซและฝุ่นที่เรียกว่า "พรู"
สำหรับการศึกษาที่น่าสนใจนี้เป็นครั้งแรกของวัตถุเอกซ์เอกซ์เอกซเรย์โดยใช้อินเทอโรเมทอินฟราเรดระยะยาวทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ [2] ใช้เครื่องมือ MIDI ใหม่ในห้องปฏิบัติการ VLTI มันถูกออกแบบและสร้างขึ้นในความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยเยอรมันดัตช์และฝรั่งเศส [3]
การรวมแสงจากกล้องโทรทรรศน์ VLT Unit 8.2-m สองเครื่องในระหว่างการสังเกตการณ์สองครั้งในเดือนมิถุนายนและพฤศจิกายน 2546 ตามลำดับความละเอียดสูงสุด 0.013 อาร์คเซคทำได้สำเร็จซึ่งสอดคล้องกับ 3 ปีแสงที่ระยะ NGC 1068 อินฟราเรดสเปกตรัมของ ภาคกลางของกาแลคซีนี้ได้รับการระบุว่าฝุ่นอุ่นอาจเป็นองค์ประกอบของอะลูมิโนซิลิเกต
ผลลัพธ์ใหม่ถูกตีพิมพ์ในรายงานการวิจัยที่ปรากฏในวันที่ 6 พฤษภาคม 2004 วารสาร Nature ซึ่งเป็นวารสารวิจัยระดับนานาชาติ
NGC 1068 - กาแลคซีที่ใช้งานทั่วไป
กาแล็กซีที่ใช้งานอยู่เป็นวัตถุที่น่าตื่นเต้นที่สุดในท้องฟ้า นิวเคลียสที่มีขนาดกะทัดรัดของพวกมัน (AGN = Active Galaxy Nuclei) ส่องสว่างมากจนสามารถส่องแสงทั้งกาแลคซีได้ “ ควาซาร์” เป็นกรณีที่รุนแรงของปรากฏการณ์นี้ วัตถุที่เป็นเอกภพเหล่านี้แสดงลักษณะเชิงสังเกตที่น่าสนใจมากมายในสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดตั้งแต่วิทยุไปจนถึงการปล่อยรังสีเอกซ์
ขณะนี้มีหลักฐานมากมายที่แสดงว่าสถานีพลังงานขั้นสุดท้ายของกิจกรรมเหล่านี้เกิดขึ้นในหลุมดำมวลมหาศาลที่มีมวลมากถึงหลายพันล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา cf เช่น ESO PR 04/01 หนึ่งในกาแลคซีทางช้างเผือกมีมวลดวงอาทิตย์เพียง 3 ล้านดวงเท่านั้น ESO PR 17/02 เชื่อว่าหลุมดำนั้นจะได้รับอาหารจากแผ่นดิสก์สะสมก๊าซและฝุ่นที่ล้อมรอบมันอย่างแน่นหนา วัสดุที่ตกลงสู่หลุมดำดังกล่าวจะถูกบีบอัดและทำให้ร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก ก๊าซร้อนนี้เปล่งแสงจำนวนมหาศาลทำให้นิวเคลียสกาแล็กซี่ที่ใช้งานส่องแสงอย่างมาก
NGC 1068 (หรือที่เรียกว่า Messier 77) เป็นหนึ่งในกาแลคซีที่สว่างที่สุดและใกล้เคียงที่สุด ตั้งอยู่ในกลุ่มดาว Cetus (The Whale) ในระยะทางประมาณ 50 ล้านปีแสงดูเหมือนว่าดาราจักรชนิดก้นหอยแบบเกลียว แกนกลางของกาแลคซีนี้มีความส่องสว่างมากไม่เพียง แต่ในแสง แต่ยังอยู่ในแสงอุลตร้าไวโอเลตและรังสีเอกซ์ หลุมดำที่มีมวลเทียบเท่ากับประมาณ 100 ล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรานั้นจำเป็นต้องมีบัญชีสำหรับกิจกรรมนิวเคลียร์ใน NGC 1068
ข้อสังเกตของ VLTI
ในคืนวันที่ 14 ถึง 16 มิถุนายน 2546 ทีมนักดาราศาสตร์ยุโรป [2] ได้ทำการสังเกตการณ์ชุดแรกเพื่อตรวจสอบศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ของเครื่องมือ MIDI ที่เพิ่งติดตั้งใหม่บน VLTI พวกเขายังศึกษากาแลคซี NGC 1068 ที่ใช้งานอยู่ด้วยในความพยายามครั้งแรกนี้มันเป็นไปได้ที่จะเห็นรายละเอียดใกล้ศูนย์กลางของวัตถุนี้ cf ESO PR 17/03
MIDI มีความไวต่อแสงของความยาวคลื่นที่อยู่ใกล้10μmเช่นในแถบสเปกตรัมกลางอินฟราเรด (“ อินฟราเรดความร้อน”) ด้วยระยะทางระหว่างกล้องโทรทรรศน์ที่มีส่วนร่วม (“ เส้นเขตแดน”) สูงถึง 200 ม. MIDI สามารถเข้าถึงความละเอียดเชิงมุมสูงสุด (ความคมชัดของภาพ) ประมาณ 0.01 อาร์เซค ความสำคัญเท่าเทียมกันโดยการรวมลำแสงจากกล้องโทรทรรศน์ VLT Unit 8.2-m สองเครื่องทำให้ MIDI เป็นครั้งแรกที่จะทำการอินเทอโรเมตริกแบบอินฟาเรดของวัตถุค่อนข้างจาง ๆ ที่อยู่นอกกาแลคซีของเราทางช้างเผือก
ด้วยความไวสูงต่อการแผ่รังสีความร้อน MIDI จึงเหมาะอย่างยิ่งในการศึกษาวัสดุในบริเวณที่มีการปิดบังสูงใกล้หลุมดำกลางและถูกทำให้ร้อนด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตและแสง พลังงานที่ถูกดูดซับโดยฝุ่นละอองจะถูกแผ่รังสีอีกครั้งที่ความยาวคลื่นที่ยาวนานขึ้นในพื้นที่สเปกตรัมความร้อนอินฟราเรดระหว่าง 5 ถึง 100?
ภาคกลางใน NGC 1068
การสังเกตการณ์ทางอินเตอร์เฟอโรเมตริกเพิ่มเติมนั้นปลอดภัยในเดือนพฤศจิกายน 2546 ที่ระดับความสูง 42 เมตร หลังจากการวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดอย่างละเอียดความละเอียดเชิงพื้นที่ (ความคมชัดของภาพ) และสเป็คตร้าละเอียดทำให้นักดาราศาสตร์ศึกษาโครงสร้างของภาคกลางของ NGC 1068
พวกเขาตรวจจับการปรากฏตัวของชั้นในสุดเมฆฝุ่น "ร้อน" เปรียบเทียบกับความร้อนประมาณ 500 องศาเซลเซียสและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับหรือเล็กกว่าความคมชัดของภาพที่ได้รับนั่นคือประมาณ 3 ปีแสง ล้อมรอบด้วยพื้นที่ที่เย็นและเต็มไปด้วยฝุ่นมีอุณหภูมิประมาณ 50 องศาเซลเซียสวัดได้ 11 ปีแสงและหนาประมาณ 7 ปีแสง นี่น่าจะเป็นเมฆกลางที่มีรูปร่างเป็นแผ่นดิสก์ที่ทำนายไว้ซึ่งหมุนรอบหลุมดำ
ความหนาเปรียบเทียบของโครงสร้างที่สังเกต (ความหนาประมาณ 65% ของเส้นผ่านศูนย์กลาง) นั้นมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันสามารถคงอยู่ได้ต่อเมื่อพลังงานภายใต้การเคลื่อนไหวต่อเนื่อง (“ พลังงานจลน์”) อย่างไรก็ตามไม่มีแบบจำลองปัจจุบันของภูมิภาคกลางในกาแลคซีที่ใช้งานอยู่ให้คำอธิบายที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับเรื่องนี้
สเปกตรัม MIDI ซึ่งครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นจาก 8 - 13.5 ม. ยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบที่เป็นไปได้ของเม็ดฝุ่น องค์ประกอบที่เป็นไปได้มากที่สุดคือแคลเซียมอลูมิเนียม - ซิลิเกต (Ca2Al2SiO7) ซึ่งเป็นสายพันธุ์อุณหภูมิสูงที่พบได้ในชั้นบรรยากาศชั้นนอกของดาวซุปเปอร์ยักษ์บางดวง อย่างไรก็ตามการสำรวจของนักบินเหล่านี้ไม่สามารถสรุปได้ว่าฝุ่นชนิดอื่นที่ไม่ใช่โอลิเวีย
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
