ใช้ความพยายามเป็นพิเศษในการถ่ายภาพเหล็กไขจุกขนาดมหึมาที่ถูกโปรตอนและอิเล็กตรอนถูกยิงออกมาจาก microquasar ลึกลับที่จ่ายออกไปสำหรับนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คู่หนึ่งซึ่งได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับผลงานภายในของสัตว์ร้ายและแก้ไขข้อพิพาทที่ยาวนาน
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Very Large Array (VLA) ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติเพื่อจับภาพรายละเอียดที่เบาบางที่สุดที่เห็นในไอพ่นพลาสมาซึ่งโผล่ออกมาจาก microquasar SS 433 วัตถุที่เรียกว่า "ปริศนาแห่งศตวรรษ" ด้วยเหตุนี้พวกเขาได้เปลี่ยนความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับเจ็ตส์และตัดสินข้อโต้แย้งในระยะไกล“ เกินกว่าข้อสงสัยที่สมเหตุสมผล” พวกเขากล่าว
SS 433 เป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำที่โคจรรอบด้วยดาวสหาย“ ปกติ” แรงโน้มถ่วงอันทรงพลังของดาวนิวตรอนหรือหลุมดำดึงวัสดุจากลมดาวฤกษ์ของสหายเข้าสู่ดิสก์สะสมมวลของวัตถุที่หมุนวนรอบวัตถุกลางหนาแน่นก่อนที่จะถูกดึงลงมา ดิสก์นี้ขับเคลื่อนไอพ่นของโปรตอนและอิเล็กตรอนอย่างรวดเร็วออกไปจากขั้วของมันที่ความเร็วประมาณหนึ่งในสี่ของแสง ดิสก์ใน SS 433 โยกเยกเหมือนเด็กสูงสุดทำให้เครื่องบินพุ่งตามรอยเกลียวบนท้องฟ้าทุก 162 วัน
การศึกษา VLA ใหม่ระบุว่าความเร็วของอนุภาคที่ถูกผลักออกไปนั้นเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาซึ่งตรงกันข้ามกับแบบดั้งเดิมของ SS 433
“ เราพบว่าความเร็วจริงจะแตกต่างกันระหว่าง 24 ถึง 28 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสงเมื่อเทียบกับค่าคงที่” Katherine Blundell จาก University of Oxford ในสหราชอาณาจักรกล่าว “ น่าแปลกใจที่เครื่องบินไอพ่นทั้งสองทิศทางเปลี่ยนความเร็วไปพร้อม ๆ กันทำให้เกิดความเร็วเท่ากันทั้งสองทิศทางในเวลาใดก็ตาม” Blundell กล่าว Blundell ทำงานร่วมกับ Michael Bowler จาก Oxford การค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ได้รับการยอมรับจาก Astrophysical Journal Letters
ภาพ VLA ใหม่แสดงการหมุนของจุกไอพ่นสองครั้งเต็มทั้งสองด้านของแกน การวิเคราะห์ภาพแสดงให้เห็นว่าหากวัสดุมาจากแกนกลางด้วยความเร็วคงที่เส้นทางเจ็ตจะไม่ตรงกับรายละเอียดของภาพอย่างแม่นยำ
“ ด้วยการจำลองการดีดออกด้วยความเร็วที่แตกต่างกันเราสามารถสร้างการจับคู่ที่ตรงกันกับโครงสร้างที่สังเกตได้” Blundell อธิบาย นักวิทยาศาสตร์ทำการจับคู่กับเจ็ตส์ตัวหนึ่งก่อน “ จากนั้นเราต้องตะลึงเมื่อเห็นว่าความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งตรงกับโครงสร้างของเครื่องบินเจ็ทลำหนึ่งก็สร้างเส้นทางของเครื่องบินเจ็ทลำหนึ่งออกมาได้อย่างแน่นอน” Blundell กล่าว การจับคู่ความเร็วในเครื่องบินเจ็ตสองลำนั้นสร้างโครงสร้างที่สังเกตได้แม้ว่าจะมีความจริงที่ว่าเพราะเจ็ทลำหนึ่งเคลื่อนตัวออกห่างจากเรามากกว่าอีกเจ็ทหนึ่งมันจึงใช้เวลาแสงนานกว่าที่จะเข้าถึงเราจากมัน
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการดีดออกอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอัตราการถ่ายโอนวัสดุจากดาวข้างเคียงไปยังดิสก์สะสมมวลสาร
ภาพ VLA ใหม่ที่มีรายละเอียดยังอนุญาตให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ระบุว่า SS 433 นั้นอยู่ห่างจากโลกเกือบ 18,000 ปีแสง การประเมินก่อนหน้านี้มีวัตถุอยู่ในกลุ่มดาว Aquila ซึ่งใกล้ถึง 10,000 ปีแสง นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าระยะทางที่ถูกต้องช่วยให้พวกเขาระบุอายุของเศษซากระเบิดได้ดีขึ้นจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวาที่สร้างวัตถุที่หนาแน่นและมีขนาดกะทัดรัดในไมโครควาซาร์ การทราบระยะทางอย่างแม่นยำยังช่วยให้พวกเขาสามารถวัดความสว่างที่แท้จริงของส่วนประกอบของไมโครควาซาร์และสิ่งนี้พวกเขากล่าวว่าช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพในการทำงานในระบบ
ภาพความก้าวหน้านี้ใช้เวลาในการสังเกต 10 ชั่วโมงด้วย VLA ในรูปแบบที่เพิ่มความสามารถของ VLA ในการดูรายละเอียดที่ดีที่สุด มันแสดงถึง "เวลาเปิดรับแสง" ที่ยาวนานที่สุดของ SS 433 ที่ความยาวคลื่นวิทยุและแสดงรายละเอียดที่เบาที่สุด นอกจากนี้ยังแสดงภาพที่ดีที่สุดที่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน เนื่องจากเครื่องบินไอพ่นใน SS 433 กำลังเคลื่อนที่ภาพของพวกเขาจะ“ เปื้อน” ในการสังเกตที่นานขึ้น เพื่อที่จะได้เห็นรายละเอียดที่จางลงในไอพ่นนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ต้องรอความไวยิ่งขึ้นของ Expanded VLA ซึ่งจะมีให้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
SS 433 เป็นตัวอย่างแรกของสิ่งที่เรียกว่าไมโครควอซาร์ระบบดาวคู่ที่มีดาวนิวตรอนหรือหลุมดำที่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่นและเปล่งไอพ่นของวัตถุด้วยความเร็วสูง ระบบตัวเอกที่แปลกประหลาดได้รับความคุ้มครองจากสื่อมากมายในช่วงปลายปี 1970 และต้นทศวรรษ 1980 บทความของท้องฟ้าและกล้องโทรทรรศน์ปี 1981 มีชื่อว่า“ SS 433 - Enigma of the Century”
เนื่องจากไมโครควาซาร์ในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรานั้นคิดว่าจะผลิตไอพ่นความเร็วสูงผ่านกระบวนการคล้ายกับที่สร้างไอพ่นจากแกนกาแลคซีไมโครควอซาร์ใกล้เคียงจึงเป็น "ห้องปฏิบัติการ" ที่สะดวกสำหรับการศึกษาฟิสิกส์ของเจ็ตส์ ไมโครควอซาร์ใกล้ชิดและแสดงการเปลี่ยนแปลงเร็วกว่าลูกพี่ลูกน้องใหญ่
Katherine Blundell เป็นทุนวิจัยมหาวิทยาลัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก Royal Society ของสหราชอาณาจักร
หอดูดาววิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติดำเนินการภายใต้ข้อตกลงความร่วมมือโดย Associated Universities, Inc.
แหล่งต้นฉบับ: NRAO News Release
