ทำไมเราจึงตื่นเต้นกับการถ่ายภาพหลุมดำมวลยิ่งยวด SgrA* ณ ใจกลางกาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเรา
หลุมดำมวลยิ่งยวดใจกลางกาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเรา ภาพโดย European Southern Observatory (ESO)
ภาพซ้าย หลุมดำมวลยิ่งยวด M87* Virgo A : Published 11 April 2019
ภาพขวา หลุมดำมวลยิ่งยวด Sgr A* : Published 12 May 2022
1.เป็นครั้งแรกของการยืนยันถึงการมีอยู่จริงของหลุมดำมวลยิ่งยวด ณ ใจกลางทางช้างเผือก
การค้นพบหลุมดำ ณ ใจกลางทางช้างเผือก 27,000 ปีแสง ลึกเข้าไปจากกลุ่มดาวคนยิงธนู นั้นมีมาตั้งแต่ปี 1933 เป็นการค้นพบทางอ้อมกล่าวคือเราพบคลื่นวิทยุปริศนาเข้มข้นแผ่ออกมาจากบริเวณนี้ ต่อมาเราพบว่าดาวฤกษ์และแก๊สร้อนบริเวณนี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วมหาศาล รอบวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาลที่อยู่ในพื้นที่เล็กมากๆ จากทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและการศึกษาต่อว่าเราได้แต่คาดคะเนว่านี่คือ “หลุมดำมวลยิ่งยวด”
การถ่ายภาพหลุมดำนี้ได้จึงเป็นความสำเร็จทั้งในแง่การพิสูจน์ถึงการมีอยู่จริงในทางตรง การพิสูจน์หาความจริงของเอกภพต่อๆไป
วงกลมสีแดงแสดงตำแหน่งของหลุมดำ Sgr A*
2.เป็นก้าวกระโดดสำคัญของเทคโนโลยีชั้นสูง
ลักษณะโดยทั่วไปของหลุมดำที่รู้กันนั้นคือมีมวลและแรงโน้มถ่วงมหาศาล ขณะที่มีขนาดเล็กหรือปริมาตรน้อยนิด ด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาลนี้ปิดกั้นไม่ให้มีแสงสว่างออกมาจากใจกลางของมัน เราจึงไม่อาจสังเกตหรือตรวจจับหลุมดำด้วยกระบวนการทางแสง แต่สามารถทำได้ด้วยเครื่องมือในระบบเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดใหญ่ VLT ซึ่งเชื่อมต่อการรับสัญญาณกันด้วยวิธีอินเฟอร์โรเมตรี
Interferometry คือการแทรกสอดสัญญาณคลื่นวิทยุของกล้องเครือข่าย จาก 8 แห่งไปเป็น 19 แห่งทั่วโลกนั้น ทำให้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุนี้มีศักยภาพเสมือนมีพื้นที่รับสัญญาณที่มีศักยภาพสูง ที่มีขนาดเท่ากับโลกหนึ่งใบ
เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ VLT
นี่ทำให้เรารับสัญญาณจากที่ไกลนับ 27,000 ปีแสงจากใจกลางทางช้างเผือกและ 53 ล้านปีแสงจาก M87* VirgoA ได้แม้จะต้องใช้เวลานับสิบปีในการสะสมสัญญาณนั้น
และนี่คือเทคโนโลยีความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในสาขาต่างๆที่ทำให้เรารับสัญญาณจากวัตถุที่มืดมิดที่เล็กมากๆ สำหรับ Sgr A* นั้นแม้ว่ามีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 4,000,000 เท่าแต่มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราเพียง 31 เท่า เมื่อเทียบระยะทางกับขนาดแล้ว การถ่ายภาพ Sgr A*นั้นก็เปรียบเสมือนการส่องกล้องมองหาโดนัทสีเหลืองหนึ่งชิ้นบนผิวดวงจันทร์ที่ไกลออกไปเกือบ 400,000 กิโลเมตร
แผนที่แสดงตำแหน่งของกล้องโทรทรรศน์วิทยุเครือข่าย VLT Very Large Teleescope
เทคโนโลยีอวกาศในอดีตนำมาซึ่งนวัตกรรมใหม่ที่เปลี่ยนโลกมาแล้วฉันใด ไม่ช้านานเทคโนโลยีชั้นสูงนี้จะส่งผ่าน พัฒนาจนมือกลายเป็นอะไรๆที่เราเห็นภาพยนตร์ไซไฟได้ในเวลาอีกไม่นาน
การแทรกสอดสัญญาณคลื่นวิทยุของเครือข่ายกล้องฯทำให้เสมือนมีพื้นที่รับสัญญาณขนาดเท่ากับโลกทั้งใบ
3.เป็นความสำเร็จร่วมกันของมนุษยชาติ
นอกจากเรื่องน่าห่อเหี่ยว น่าเหนื่อยใจกับข่าวจับพระ ข่าวสงคราม ความขัดแย้ง การแก่งแย่งช่วงชิงทรัพยากรของมนุษย์อึเหม็นทั่วโลกแล้ว
นี่ถือว่าเป็นข่าวดี เป็นข่าวเชิงบวกที่มนุษย์ร่วมมือร่วมใจกันศึกษาหาความจริง ทีมงานหลายร้อยชีวิต หน่วยงานวิทยาศาสตร์-อวกาศหลายสิบประเทศมีส่วนใช้ความอดทน ความอุตสาหะ ความเพียรพยายาม เทคโนโลยีและเงินทุนมหาศาล 7 ปีสำหรับ Virgo A M87* และ 5 ปีสำหรับ Sgr A* กำลังเป็นต้นแบบของความสามัคคีและแนวทางการพัฒนาร่วมกันต่อไป
กล้องโทรทรรศน์วิทยุทำงานทั้งกลางวันและกลางคืน เนื่องจากรับสัญญาณคลื่นวิทยุไม่ใช่คลื่นในย่านบรอด์แบนด์
สำหรับประเทศไทย สดร.(NARIT) นอกจากเป็น 1 ใน 80 หน่วยงานผู้มีส่วนร่วมแล้ว แล้วเรากำลังจะเปิดใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาด 40 เมตร ซึ่งจะเป็นอีกหนึ่งความร่วมมือและหนึ่งในความก้าวหน้าสำคัญทางด้านดาราศาสตร์วิทยุของเรา
กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ขนาด 40 เมตรในการดำเนินงานของ สดร.(NARIT) ณ โครงการในพระราชดำริ ห้วยฮ่องไคร้ อ.ดอยสะเก็ด จ.เชียงใหม่
4.หลุมดำนั้นลึกลับและท้าทาย
กำเนิดหลุมดำมีหลายสาเหตุ เช่น การยุบตัวของแรงโน้มถ่วง Gravititional collapse เป็นภาวะหลังการเกิดมหานวดารา Supernova ในช่วงปลายทางชีวิตของดาวฤกษ์มวลมากกว่าดวงอาทิตย์ตั้งแต่ 8 เท่าขึ้นไป หรือ หลุมดำที่เกิดจากบิ๊กแบงค์ หรือกำเนิดจากการชนกันพลังงาน ที่จำลองขึ้นห้องปฏิบัติการเซิร์น
ภาพแสดงรายละเอียดของหลุมดำ ESO
หลุมดำทั่วไปเป็นซากที่สิ้นสลายของดาวฤกษ์ที่ถึงอายุขัยแล้ว สสารที่เคยประกอบกันเป็นดาวนั้นได้ถูกอัดตัวด้วยแรงดึงดูดของตนเองจนเหลือเป็นเพียงมวลหนาแน่นที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่านิวเคลียสของอะตอมเดียว ซึ่งเรียกว่า ภาวะเอกฐาน
หลุมดำแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ หลุมดำมวลยวดยิ่ง เป็นหลุมดำในใจกลางของดาราจักร, หลุมดำขนาดกลาง, หลุมดำจากดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดจากการแตกดับของดาวฤกษ์, และ หลุมดำจิ๋วหรือหลุมดำเชิงควอนตัม ซึ่งเกิดขึ้นในยุคเริ่มแรกของเอกภพ
จานทรงพาราโบลารับสัญญาณจากท้องฟ้า นำมาสู่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ
แม้ว่าจะไม่สามารถมองเห็นภายในหลุมดำได้ แต่ตัวมันก็แสดงการมีอยู่ผ่านการมีผลกระทบกับวัตถุที่อยู่ในวงโคจรภายนอกขอบฟ้าเหตุการณ์
ตัวอย่างเช่น หลุมดำอาจจะถูกสังเกตเห็นได้โดยการติดตามกลุ่มดาวที่โคจรอยู่ภายในศูนย์กลางหลุมดำ หรืออาจมีการสังเกตก๊าซ (จากดาวข้างเคียง) ที่ถูกดึงดูดเข้าสู่หลุมดำ ก๊าซจะม้วนตัวเข้าสู่ภายใน และจะร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิสูง ๆ และปลดปล่อยรังสีขนาดใหญ่ที่สามารถตรวจจับได้จากกล้องโทรทรรศน์ที่โคจรอยู่รอบโลก การสำรวจให้ผลในทางวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันว่าหลุมดำนั้นมีอยู่จริงในเอกภพ
กลุ่มกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีดาราศาสตร์วิทยุ
การศึกษาหลุมดำและเอกภพนั้นนำเราก้าวไปในอนาคตได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ขณะเดียวกันก็นำเราย้อนเข้าใจอดีต เข้าใจที่มาของตนเอง จนอาจตอบได้ว่าแท้จริงแล้วมนุษย์ โลก ดวงอาทิตย์ ระบบสุริยะ กาแล็กซี่และเอกภพนั้นกำเนิดขึ้นได้อย่างไร
Info credit :
European Southern Observatory (ESO)
Event Horizon Telescope (EHT)
National Astronomical Research Institue of Thailand (NARIT)
ดร.มิติพล ตั้งมติธรรม
Wikipedia, NASA
เรียบเรียงโดย :
อจ.วิรติ กีรติกานต์ชัย (อจ.โอ)
Starry Night Lover Club Operator&founder.
NARIT network
STEM Ambassador IPST (สสวท.)
Amateur astronomer / Astrophographer
TAT Consultant.
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
