หลุมดำของทางช้างเผือกที่อาจจะไม่กลม
ทีมวิจัยญี่ปุ่นได้ย้อนกลับไปวิเคราะห์ข้อมูลการสำรวจหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือกที่ได้และเผยแพร่โดยโครงการความร่วมมือนานาชาติกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าสังเกตการณ์ อีกครั้ง พวกเขาพบว่าโครงสร้างของหลุมดำนั้นมีความรีเล็กน้อยในทิศทางตะวันออก-ตะวันตก แทนที่จะเป็นวงกลมอย่างในภาพที่เผยแพร่ในปี 2022
ทีมวิจัยที่นำโดย Makoto Miyoshi จากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น(NAOJ) เผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ได้พิจารณาข้อมูล EHT ที่เผยแพร่ไว้เป็นสาธารณะซะใหม่ และแสดงกระบวนการวิทยาศาสตร์ที่บอกว่าความแน่นอนของคำตอบนั้นเพิ่มขึ้นเมื่อนักวิจัยแต่ละทีมยังคงตรวจสอบและถกถึงทฤษฎีกันอย่างต่อเนื่อง
กาแลคซีทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่นั้น มีดาวอยู่มากกว่า 1 แสนล้านดวง และยังมีกาแลคซีขนาดใหญ่อย่างนี้อีกนับไม่ถ้วนในเอกภพ ซึ่งเกือบทั้งหมดน่าจะมีหลุมดำมวลมหาศาลในใจกลาง โดยมีมวลตั้งแต่หลายล้านจนถึงหลายพันล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ ทางช้างเผือกเองก็มีหลุมดำมวลมหาศาลในใจกลางที่เรียกว่า คนยิงธนู เอ สตาร์(Sagittarius A*; Sgr A*)
หลุมดำกลืนกินทุกสิ่งแม้กระทั่งแสง ทำให้เป็นไปไม่ได้เลยที่จะมองเห็นหลุมดำได้โดยตรง แต่การวิเคราะห์ดาวที่โคจรรอบหลุมดำด้วยความเร็วสูงมาก ได้บ่งชี้ว่า Sgr A* มีมวลราว 4 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ ด้วยการสำรวจสภาพรอบข้างของหลุมดำอย่างใกล้ชิดเราก็ได้เงื่อนงำสู่ธรรมชาติของหลุมดำที่มองไม่เห็นนี้
EHT สำรวจ Sgr A* ในปี 2017 ด้วยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุภาคพื้นดิน 8 แห่งโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า การตรวจสอบการแทรกสอดวิทยุ(radio interferometry) เพื่อรวมผลจากกล้องแต่ละตัว ผลสรุปที่ได้จากการสำรวจเหล่านี้เพิ่งเผยแพร่ในปี 2022 รวมถึงภาพของโครงสร้างวงแหวนสว่างวงหนึ่งที่ล้อมรอบพื้นที่ดำมืดแห่งหนึ่งในใจกลาง บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของหลุมดำแห่งหนึ่ง
เมื่อเทียบกับการถ่ายภาพปกติ ข้อมูลจากการสำรวจที่เชื่อมโยงกล้องวิทยุที่อยู่ห่างจากกันอย่างมากก็ยังมีช่องว่างมากมายห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ ดังนั้นจึงต้องใช้อัลกอริทึมพิเศษเพื่อสร้างภาพจากข้อมูล ในงานวิจัย ทีมญี่ปุ่นปรับใช้วิธีการเดิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย กับข้อมูลจาก EHT ให้ผลที่แตกต่างจากวิธีการวิเคราะห์เดิมของทีม EHT เอง
Miyoshi อธิบายว่า ภาพของเราจะรีในทิศตะวันออก-ตะวันตกไปเล็กน้อย และครึ่งด้านตะวันออกก็สว่างกว่าซีกตะวันตก เราคิดว่าลักษณะปรากฏนี้หมายความว่า ดิสก์สะสมมวลสาร(accretion disk) รอบหลุมดำนี้กำลังหมุนรอบตัวด้วยความเร็วราว 60% ความเร็วแสง
ข้อมูลการสำรวจและวิธีการวิเคราะห์ของ EHT นั้นเผยแพร่ในสาธารณะ และนักวิจัยหลายคนก็ปรับแต่งการวิเคราะห์ของ EHT ด้วย งานวิจัยนี้ก็เป็นส่วนหนึ่งในกิจกรรมการปรับแต่งเหล่านั้น Miyoshi อธิบายว่า ภาพแรกที่เป็นวงกลมน่าจะเกิดจากการสร้างภาพ เราตั้งสมมุติฐานว่าภาพวงแหวนเป็นผลจากความผิดพลาดในระหว่างการวิเคราะห์ภาพของ EHT และส่วนหนึ่งในนั้นก็เป็นเพราะสิ่งปลอมปน(artifact) แทนที่จะเป็นโครงสร้างทางดาราศาสตร์จริงๆ
ภาพหลุมดำ Sagittarius A* ในช่วงวิทยุ ที่ได้จากการวิเคราะห์ข้อมูล EHT เดิมเสียใหม่ โครงสร้างรีในแนวตะวันตก-ตะวันออก ด้านตะวันออกสว่างและด้านตะวันตกจะมืดกว่า ซึ่งทีมวิจัยแปลผลว่าด้านตะวันออกกำลังเคลื่อนที่หมุนเข้าหาเรา
ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่ก็ส่งผลต่อรูปร่างของดิสก์สะสมมวลสาร ซึ่งรวมถึงการหมุนรอบตัวของหลุมดำเอง นอกจากนี้ อัตราการสะสมมวลสาร และโมเมนตัมเชิงมุมของวัสดุสาร ทั้งหมดก็ส่งผลต่อรูปร่างด้วย แรงดึงโน้มถ่วงของหลุมดำเองก็รบกวนภาพดิสก์ของเองด้วย คล้ายกับภาพบิดเบี้ยวในบ้านกระจก
การตรวจสอบการแทรกสอดช่วงวิทยุที่เชื่อมโยงกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลกเป็นเทคโนโลจีที่กำลังพัฒนา และการวิจัยการวิเคราะห์ข้อมูลและปรับแต่งภาพ ก็เป็นความรู้จากงานด้านสถิติและสหวิทยาการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง โครงสร้างที่ปรากฏในงานวิจัยนี้จึงแตกต่างจากผลของทีม EHT เอง แต่ทั้งสองภาพก็เป็นโครงสร้างที่สมเหตุสมผลที่ได้จากข้อมูลโดยใช้วิธีการที่แตกต่างกัน ทีมวิจัยเชื่อว่าการสำรวจใหม่น่าจะให้ภาพ Sgr A* ที่ชัดเจนมากขึ้น เราแค่รอชม
EHT มีบทบาทสำคัญในงานวิจัยหลุมดำ โดยเปิดให้มีการปรับแต่งและปล่อยข้อมูลออกมาเป็นสาธารณะให้ทำการปรับแต่งได้ ยังหวังว่าจะมีภาพอื่นๆ ของ Sgr A* ออกมาจากการวิจัยลักษณะนี้โดยนักวิจัยที่พึ่งพาวิธีการวิเคราะห์ที่ปรับปรุง และข้อมูลจากการสำรวจติดตามผลที่เกิดขึ้นตั้งแต่ปี 2018
แหล่งข่าว phys.org : re-analysis of Milky Way’s central supermassive black hole shows elongated structure
sciencealert.com : scientists say something is wrong in this iconic black hole image
iflscience.com – cosmic drama: first picture of our supermassive black hole is not accurate, new study claims
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
