หลุมดำฆาตกรต่อเนื่อง
หลุมดำมวลสูงแห่งหนึ่งได้ฉีกดาวฤกษ์ดวงหนึ่งออกเป็นชิ้น และขณะนี้กำลังใช้เศษซากดาวเหล่านั้นเพื่อโจมตีดาวฤกษ์อีกดวงหรืออาจเป็นหลุมดำขนาดเล็กอีกแห่ง ก็ยังไม่แน่ชัด
การค้นพบนี้ทำโดยหอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทรา, กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล, NICER, หอสังเกตการณ์สวิฟท์ และกล้องอื่นๆ ได้ช่วยนักดาราศาสตร์ให้เชื่อมโยงปริศนาสองอย่าง การศึกษานี้เผยแพร่ในวารสาร Nature
ในปี 2019 นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นสัญญาณจากดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่เข้าไปใกล้หลุมดำแห่งหนึ่งมากเกินไป และถูกทำลายโดยแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ เมื่อดาวถูกยืดออกเป็นเส้น(spaghettify) และฉีกออก ซากของดาวก็ก่อตัวเป็นดิสก์รอบๆ หลุมดำเหมือนเป็นสุสานดาว อย่างไรก็ตาม ในอีกสองสามปีต่อมา ดิสก์นี้ก็ขยายแผ่ออก และขณะนี้กำลังคืบคลานมุ่งหน้าไปที่ดาวอีกดวง(หรืออาจจะเป็นหลุมดำมวลดวงดาวแห่งหนึ่ง) ที่โคจรรอบหลุมดำมวลสูงแห่งนี้ ในระยะที่เคยอยู่อย่างปลอดภัย
ขณะนี้ ดาวกำลังถูกเศษซากชนซ้ำๆ ราวหนึ่งครั้งในทุกๆ 48 ชั่วโมง เมื่อมันโคจรไปรอบๆ เมื่อเกิดการชนจะมีการปะทุรังสีเอกซ์ที่นักดาราศาสตร์สามารถจับสัญญาณได้ด้วยจันทรา
ภาพรวมประกอบจากกล้องช่วงตาเห็นและรังสีเอกซ์แสดงพื้นที่ AT2019qiz
Matt Nichol จากมหาวิทยาลัยควีนส์ เบลฟาสต์ ผู้เขียนนำการศึกษา กล่าวว่า ลองจินตนาการถึงนักดำน้ำที่พุ่งลงสระซ้ำแล้วซ้ำอีก และเกิดน้ำสาดทุกๆ ครั้งเมื่อเธอพุ่งลงน้ำ เทียบแล้ว ดาวดวงนี้ก็เหมือนนักดำน้ำ และดิสก์เศษซากก็คือสระ และแต่ละครั้งที่ดาวปะทะกับพื้นผิว มันก็สร้างก๊าซที่สาดออกมาและเปล่งรังสีเอกซ์ เมื่อดาวโคจรไปรอบหลุมดำ ก็เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีก
นักวิทยาศาสตร์ได้พบเห็นหลายกรณีที่วัตถุหนึ่งเข้าใกล้หลุมดำแห่งหนึ่งมากเกินไป และถูกฉีกออกสร้างการปะทุแสงเหตุการณ์หนึ่งขึ้นมา ซึ่งเรียกว่า tidal disruption events ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ยังได้พบการลุกจ้าสว่างชนิดใหม่จากใจกลางกาแลคซี ซึ่งตรวจพบได้เฉพาะในช่วงรังสีเอกซ์และเกิดขึ้นซ้ำๆ เหตุการณ์เหล่านี้ยังเกี่ยวข้องกับหลุมดำมวลมหาศาล แต่นักดาราศาสตร์กลับไม่สามารถอธิบายว่าอะไรทำให้เกิดการปะทุรังสีเอกซ์ซ้ำๆ นี้ได้ ซึ่งพวกเขาเรียกว่า การปะทุเสมือนเป็นคาบเวลา(quasi-periodic eruptions)
มีข้อสงสัยว่าปรากฏการณ์ประหลาดเหล่านี้มีความเชี่อมโยงกัน และขณะนี้เราก็พบข้อพิสูจน์แล้วว่าจริง Dheeraj Pasham ผู้เขียนร่วมจากเอ็มไอที กล่าว มันก็เหมือนทำการสำรวจครั้งเดียวก็ไขปริศนาได้สองอย่าง
เหตุการณ์การปะทุที่เรียกว่า AT2019qiz ถูกพบเป็นครั้งแรกห่างออกไป 215 ล้านปีแสงโดยกล้องโทรทรรศน์ช่วงตาเห็นพื้นที่กว้างที่หอสังเกตการณ์พาโลมาร์ ที่เรียกว่า Zwicky Transient Facility ในปี 2019 และในปี 2023 นักดาราศาสตร์ใช้กล้องจันทราและฮับเบิลเพื่อศึกษาซากที่เหลือหลังจากการปะทุเหตุการณ์ดังกล่าวจบลง
ภาพจากศิลปินแสดงดิสก์เศษซากวงหนึ่ง(สีแดง, ส้มและเหลือง) ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากหลุมดำมวลมหาศาลแห่งหนึ่ง(ทางด้านขวา) ทำลายดาวฤกษ์ดวงหนึ่งโดยแรงโน้มถ่วง หลังจากผ่านไปไม่กี่ปี ดิสก์เศษซากนี้ก็แผ่ออกจนกระทั่งมันเริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุในวงโคจรรอบหลุมดำยักษ์ ซึ่งอาจเป็นดาวฤกษ์หรือหลุมดำอีกแห่ง
ข้อมูลจันทราได้จากสามช่วงเวลาสำรวจที่แตกต่างกัน ซึ่งแต่ละครั้งห่างกัน 4-5 ชั่วโมง โดยรวมใช้จันทราตรวจสอบ 14 ชั่วโมง เผยเพียงสัญญาณแผ่วๆ จากครั้งแรกและครั้งสุดท้าย แต่สัญญาณจากการสำรวจช่วงกลางรุนแรงอย่างมาก
จากส่วนนี้ Nichol และเพื่อนร่วมงานใช้ NICER เพื่อตรวจสอบ AT2019qiz เพื่อมองหาการปะทุรังสีเอกซ์ซ้ำ ข้อมูลจาก NICER แสดงว่า AT2019qiz มีการปะทุทุกๆ 48 ชั่วโมง การสำรวจจากสวิฟท์และกล้องโทรทรรศน์ AstroSat ของอินเดีย ก็ยืนยันเช่นกัน ข้อมูลอุลตราไวโอเลตจากฮับเบิลที่ทำการสำรวจในช่วงเวลาเดียวกับจันทรา ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบแหล่งซึ่งมีความกว้างไม่ถึง 82 ปีแสง พูดอีกอย่างก็คือ มันเล็กเกินกว่าจะเป็นกระจุกดาวในใจกลางกาแลคซี ซึ่งน่าจะเป็นดิสก์เศษซากที่ล้อมรอบหลุมดำยักษ์
พวกเขาพบว่าดิสก์มีขนาดใหญ่มากพอจนวัตถุใดๆ ที่โคจรรอบหลุมดำยักษ์แห่งนี้ด้วยคาบราว 1 สัปดาห์หรือน้อยกว่านี้ ก็น่าจะชนกับดิสก์ และเกิดการปะทุออกมา นี่เป็นย่างก้าวใหญ่ในความเข้าใจกำเนิดกาประทุที่สม่ำเสมอเหล่านี้ Andrew Mummery จากมหาวิทยาลัยออกฟอร์ด กล่าว ขณะนี้เราตระหนักว่าเราต้องรอไปอีกสองสามปีที่การปะทุจะเปิดสวิตช์อีก หลังจากดาวดวงหนึ่งถูกฉีกออก เนื่องจากต้องให้เวลาดิสก์ในการแผ่ออกไปได้จนใกล้ดาวอีกดวงได้
ผู้เขียนประเมินว่าจะมีการปะทุที่เสมือนเป็นคาบเวลาพบได้ราว 10% ของการรบกวนจาหลุมดำ ถ้ายืนยันก็อาจบอกเราถึงสภาพแวดล้อมรอบหลุมดำมวลมหาศาล และบอกว่าดาวจะตกอยู่ในพื้นที่อันตรายได้บ่อยแค่ไหน พลังงานจากการลุกจ้าเหล่านี้จะต้องมาจากสักที่ ซึ่งน่าจะเป็นพลังงานจลน์การโคจรของวัตถุ
ผลที่ได้ส่งนัยยะต่อการสำรวจหาการปะทุที่เสมือนเป็นคาบเวลา ที่เกี่ยวข้องกับการรบกวนจากหลุมดำให้มากขึ้น การพบเหตุการณ์เหล่านี้ให้มากขึ้นน่าจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ตรวจสอบความชุกและระยะทางของวัตถุในวงโคจรใกล้ชิดกับหลุมดำยักษ์ ซึ่งบางส่วนอาจจะเป็นเป้าหมายที่เหมาะสมในการสำรวจด้วยหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงในอนาคต
แหล่งข่าว phys.org : black hole destroy star, goes after another
iflscience.com : nearest star-eating supermassive black hole starts on new victim
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
