การแสดงแสงอย่างไม่น่าเชื่อ: Gas Jet Flaring จากหลุมดำของ M87

Pin
Send
Share
Send

บางครั้งความจริงก็แปลกกว่านิยาย ลำแสงและพลาสม่ายาว 5,000 ปีแสงนี้สว่างไสวเหมือนดาบแสงของ Star Wars และทำลายล้างได้เหมือนกับ Death Star เครื่องบินไอพ่น extragalactic นี้ถูกเติมเชื้อเพลิงและพุ่งออกมาจากบริเวณใกล้เคียงของหลุมดำมอนสเตอร์ที่มีมวลดวงอาทิตย์ของเราถึง 3 พันล้านเท่า นักดาราศาสตร์ฮวนมาดริดจากมหาวิทยาลัย McMaster ในแฮมิลตันออนตาริโอกล่าวว่า“ ฉันไม่ได้คาดหวังว่าเครื่องบินเจ็ตใน M87 หรือเครื่องบินลำอื่นที่ขับเคลื่อนด้วยการเพิ่มเข้าไปในหลุมดำเพื่อเพิ่มความสว่างในแบบที่เจ็ตนี้ทำ “ มันโตขึ้นสว่างกว่าปกติ 90 เท่า แต่คำถามคือสิ่งนี้เกิดขึ้นกับเจ็ตเดี่ยวหรือนิวเคลียสที่ใช้งานอยู่ทุกครั้งหรือว่าเราเห็นพฤติกรรมแปลก ๆ จาก M87 หรือไม่”

การระเบิดเกิดขึ้นจากหยดของสสารที่เรียกว่า HST-1 ซึ่งฝังอยู่ในเจ็ตซึ่งเป็นลำแสงแคบ ๆ ที่ทรงพลังของก๊าซร้อนที่ผลิตโดยหลุมดำมวลมหาศาลที่อาศัยอยู่ในแกนกลางของกาแลคซีทรงกลมยักษ์นี้ HST-1 นั้นสว่างมากจนมันส่องแสงถึงแกนกลางที่ยอดเยี่ยมของ M87 ซึ่งหลุมดำมอนสเตอร์เป็นหลุมที่มีขนาดใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งที่ยังถูกค้นพบ

กอก๊าซที่ส่องประกายทำให้นักดาราศาสตร์เดินทางด้วยความสงสัย นักดาราศาสตร์เฝ้าดู HST-1 สว่างขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปีจากนั้นจางหายไปและสว่างขึ้นอีกครั้ง พวกเขาบอกว่าเป็นการยากที่จะคาดการณ์ว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป

ฮับเบิลได้ติดตามกิจกรรมที่น่าประหลาดใจเป็นเวลาเจ็ดปีโดยมอบมุมมองแสงอัลตราไวโอเลตที่ละเอียดที่สุดของเหตุการณ์ กล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ได้ติดตาม HST-1 ในช่วงคลื่นอื่น ๆ รวมถึงวิทยุและรังสีเอกซ์ หอสังเกตการณ์เอ็กซ์เรย์จันทราเป็นคนแรกที่รายงานความสว่างในปี 2000 HST-1 ถูกค้นพบครั้งแรกและตั้งชื่อโดยนักดาราศาสตร์ฮับเบิลในปี 1999 ปมก๊าซมีอายุ 214 ปีแสงจากแกนกลางกาแลคซี

การปะทุขึ้นอาจทำให้เกิดความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับความแปรปรวนของไอพ่นหลุมดำในกาแลคซีไกลโพ้นซึ่งยากต่อการศึกษาเพราะมันอยู่ไกลเกินไป M87 ตั้งอยู่ห่างออกไป 54 ล้านปีแสงในกลุ่มกันย์ซึ่งเป็นภูมิภาคของจักรวาลใกล้เคียงที่มีความหนาแน่นสูงสุดของกาแลคซี
ฮับเบิลช่วยให้นักดาราศาสตร์มองเห็นแสงอัลตร้าไวโอเล็ตใกล้กับเปลวไฟซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน “ วิสัยทัศน์ที่คมชัดของฮับเบิลทำให้สามารถแก้ไข HST-1 และแยกมันออกจากหลุมดำได้” มาดริดอธิบาย

แม้จะมีการสำรวจหลายครั้งโดยฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ แต่นักดาราศาสตร์ก็ไม่แน่ใจว่าอะไรทำให้เกิดความสว่าง หนึ่งในคำอธิบายที่ง่ายที่สุดคือเจ็ทกำลังชนเลนฝุ่นหรือแก๊สคลาวด์และจากนั้นจะเกิดแสงเนื่องจากการชน ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งก็คือเส้นสนามแม่เหล็กของเจ็ตถูกบีบเข้าด้วยกันปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมา ปรากฏการณ์นี้คล้ายกับวิธีที่เปลวสุริยะพัฒนาบนดวงอาทิตย์และยังเป็นกลไกในการสร้างแสงออโรร่าของโลก

ดิสก์รอบ ๆ หลุมดำที่หมุนเร็วนั้นมีเส้นสนามแม่เหล็กที่ดักจับก๊าซไอออไนซ์ที่ตกลงสู่หลุมดำ อนุภาคเหล่านี้พร้อมกับการฉายรังสีไหลออกไปอย่างรวดเร็วจากหลุมดำตามแนวสนามแม่เหล็ก พลังงานการหมุนของดิสก์เพิ่มการหมุนจะเพิ่มโมเมนตัมให้กับเจ็ทที่ไหลออกมา

มาดริดได้รวบรวมภาพเก็บถาวรของเครื่องบินฮับเบิลเจ็ดปีเพื่อบันทึกการเปลี่ยนแปลงในพฤติกรรมของ HST-1 เมื่อเวลาผ่านไป ภาพบางภาพมาจากการสังเกตการณ์โปรแกรมที่ศึกษากาแลคซี แต่ไม่ใช่เจ็ต

เขาค้นพบข้อมูลจากสเปคตรัมกล้องโทรทรรศน์การถ่ายภาพสเปกโตรกราฟ (STIS) ที่แสดงความสว่างที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างปี 2542 ถึง 2544 ในภาพตั้งแต่ปี 2545 ถึง 2548 HST-1 ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในความสว่าง ในปี 2003 jet knot นั้นยอดเยี่ยมกว่าแกนกลางเรืองแสงของ M87 ในเดือนพฤษภาคมปี 2005 HST-1 มีความสว่างมากกว่าเดิมถึง 90 เท่าในปี 1999 หลังจากเดือนพฤษภาคมปี 2005 เปลวไฟก็เริ่มจางหายไป แต่มันก็ทวีความรุนแรงขึ้นอีกครั้งในเดือนพฤศจิกายน 2549 การปะทุครั้งที่สองนี้จางลงกว่าครั้งแรก

“ ด้วยการเฝ้าดูการระเบิดในหลายปีที่ผ่านมาฉันสามารถติดตามความสว่างและดูวิวัฒนาการของเปลวไฟเมื่อเวลาผ่านไป” มาดริดกล่าว “ เราโชคดีที่มีกล้องโทรทรรศน์อย่างฮับเบิลและจันทราเพราะไม่มีพวกเราจะเห็นการเพิ่มความสว่างในแกนกลางของ M87 แต่เราจะไม่รู้ว่ามันมาจากไหน”

มาดริดหวังว่าการสำรวจ HST-1 ในอนาคตจะเปิดเผยสาเหตุของกิจกรรมลึกลับ “ เราหวังว่าการสำรวจจะให้ทฤษฎีบางอย่างที่จะให้คำอธิบายที่ดีแก่เราเกี่ยวกับกลไกที่ทำให้เกิดเสียงวูบวาบ” มาดริดกล่าว “ นักดาราศาสตร์ต้องการทราบว่านี่เป็นความไม่แน่นอนภายในของเจ็ทเมื่อมันไถออกจากกาแลคซีหรือไม่หรือเป็นอย่างอื่น”

ผลการศึกษาได้ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomical Journal ฉบับเดือนเมษายน 2552

ที่มา: HubbleSite

Pin
Send
Share
Send