แม้ว่าแรงโน้มถ่วงจากหลุมดำนั้นแรงมากจนแสงไม่สามารถหลบหนีได้ แต่เราสามารถเห็นการแผ่รังสีจากสสารที่ร้อนจัดซึ่งกำลังถูกใช้งาน จนถึงขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถอธิบายได้ว่าเรื่องทั้งหมดนี้ตกลงไปในหลุมดำอย่างต่อเนื่องอย่างไร - มันควรจะโคจรรอบ ๆ เช่นดาวเคราะห์ที่กำลังโคจรรอบดาวฤกษ์ ข้อมูลใหม่จากหอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กอันทรงพลังของหลุมดำสร้างความปั่นป่วนในสสารรอบตัวที่ช่วยให้มันเข้าไปด้านใน
หลุมดำกำลังส่องสว่างเอกภพและในที่สุดนักดาราศาสตร์ก็อาจรู้ได้ว่า ข้อมูลใหม่จากการแสดงเอ็กซ์เรย์จันทราของนาซ่าเป็นครั้งแรกที่สนามแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพเป็นกุญแจสำคัญในการแสดงแสงที่สวยงามและน่าตกใจเหล่านี้
ประมาณว่าหนึ่งในสี่ของการแผ่รังสีทั้งหมดในเอกภพที่ปล่อยออกมาเนื่องจากบิกแบงมาจากวัตถุที่ตกลงสู่หลุมดำมวลมหาศาลซึ่งรวมถึงควาซาร์ที่ทรงพลังซึ่งเป็นวัตถุที่สว่างที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้ดิ้นรนเพื่อทำความเข้าใจว่าหลุมดำซึ่งเป็นวัตถุที่มืดที่สุดในจักรวาลสามารถรับผิดชอบต่อปริมาณรังสีมหาศาลได้อย่างไร
ข้อมูล X-ray ใหม่จาก Chandra ให้คำอธิบายที่ชัดเจนเป็นครั้งแรกสำหรับสิ่งที่ผลักดันกระบวนการนี้: สนามแม่เหล็ก จันทราสังเกตระบบหลุมดำในกาแลคซีของเราที่รู้จักกันในชื่อ GRO J1655-40 (J1655 เป็นระยะสั้น) ที่หลุมดำดึงวัสดุจากดาวข้างเคียงเข้าสู่ดิสก์
“ ตามมาตรฐานของอวกาศ J1655 อยู่ในสวนหลังบ้านของเราดังนั้นเราจึงสามารถใช้มันเป็นแบบจำลองขนาดเพื่อทำความเข้าใจว่าหลุมดำทั้งหมดทำงานอย่างไรรวมถึงสัตว์ประหลาดที่พบในควาซาร์” Jon M. Miller จากมหาวิทยาลัยมิชิแกนแอนอาร์เบอร์กล่าว บทความเกี่ยวกับผลลัพธ์เหล่านี้ปรากฏในวารสาร Nature ฉบับสัปดาห์นี้
แรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอที่จะทำให้ก๊าซในดิสก์รอบ ๆ หลุมดำสูญเสียพลังงานและตกลงสู่หลุมดำในอัตราที่การสังเกตการณ์ต้องการ ก๊าซจะต้องสูญเสียโมเมนตัมเชิงมุมบางส่วนของมันไม่ว่าจะด้วยแรงเสียดทานหรือลมก่อนที่มันจะหมุนวนเข้าด้านใน สสารอาจยังคงอยู่ในวงโคจรรอบหลุมดำเป็นเวลานานมาก
นักวิทยาศาสตร์คิดมานานแล้วว่าความปั่นป่วนของสนามแม่เหล็กสามารถสร้างแรงเสียดทานในดิสก์ก๊าซและขับลมจากดิสก์ที่มีโมเมนตัมเชิงมุมออกไปด้านนอกทำให้ก๊าซตกภายใน
การใช้จันทรามิลเลอร์และทีมของเขาเป็นหลักฐานสำคัญสำหรับบทบาทของแรงแม่เหล็กในกระบวนการเพิ่มหลุมดำ สเปกตรัมรังสีเอกซ์จำนวนรังสีเอกซ์ในพลังงานที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นว่าความเร็วและความหนาแน่นของลมจากดิสก์ของ J1655 นั้นสอดคล้องกับการทำนายด้วยคอมพิวเตอร์สำหรับลมที่ขับเคลื่อนด้วยสนามแม่เหล็ก ลายนิ้วมือของสเปกตรัมยังตัดทอนทฤษฎีการแข่งขันที่สำคัญอีกสองรายการให้กับลมที่ขับเคลื่อนด้วยสนามแม่เหล็ก
“ ในปี 1973 นักทฤษฎีขึ้นมาด้วยความคิดที่ว่าสนามแม่เหล็กสามารถขับเคลื่อนการสร้างแสงโดยการตกลงบนหลุมดำได้” จอห์นเรย์มอนด์ผู้ร่วมเขียนของศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนในเคมบริดจ์ 30 ปีต่อมาในที่สุดเราอาจมีหลักฐานที่น่าเชื่อถือ”
ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการที่หลุมดำสะสมสสารยังสอนนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับคุณสมบัติอื่น ๆ ของหลุมดำรวมถึงการเติบโตของมัน
“ เช่นเดียวกับที่แพทย์ต้องการที่จะเข้าใจสาเหตุของการเจ็บป่วยและไม่ใช่แค่อาการเท่านั้นนักดาราศาสตร์พยายามที่จะเข้าใจว่าอะไรเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์ที่พวกเขาเห็นในเอกภพ” Danny Steeghs ผู้ร่วมเขียนของศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนกล่าว “ โดยการทำความเข้าใจว่าอะไรที่ทำให้พลังงานปลดปล่อยวัสดุเมื่อมันตกลงสู่หลุมดำเราอาจเรียนรู้ว่าสสารตกบนวัตถุสำคัญอื่น ๆ ได้อย่างไร”
นอกจากดิสก์สะสมมวลรวมรอบ ๆ หลุมดำสนามแม่เหล็กอาจมีบทบาทสำคัญในดิสก์ที่ตรวจพบรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์อายุน้อยที่มีดาวเคราะห์ก่อตัวรวมทั้งวัตถุหนาแน่นพิเศษที่เรียกว่าดาวนิวตรอน
ศูนย์การบินมาร์แชลสเปซฮันต์สวิลล์มลรัฐอะแลสกาบริหารจัดการโครงการจันทราสำหรับผู้อำนวยการคณะเผยแผ่วิทยาศาสตร์ของเอเจนซี่ หอดูดาวดาราศาสตร์ฟิสิกส์สมิ ธ โซเนียนควบคุมวิทยาศาสตร์และการบินจากศูนย์เอ็กซ์เรย์จันทราเคมบริดจ์
ข้อมูลและรูปภาพเพิ่มเติมสามารถดูได้ที่:
http://chandra.harvard.edu และ http://chandra.nasa.gov
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวจันทรา
