ไอพ่นวิทยุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในเอกภพยุคต้น
จากการสำรวจทางดาราศาสตร์นานหลายทศวรรษ นักวิทยาศาสตร์ทราบว่ากาแลคซีเกือบทุกแห่งจะมีหลุมดำขนาดใหญ่ในใจกลาง ก๊าซและฝุ่นที่ตกลงสู่หลุมดำเหล่านี้ร้อนจัดจากแรงเสียดทานจนปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมา สร้างแกนกลางกาแลคซีที่มีกำลังสว่างสูงมาก ซึ่งเรียกว่า เควซาร์ ที่ยิงไอพ่นวัสดุสารทรงพลังออกมา แต่ก็ไม่ใช่ว่าวัสดุสารทั้งหมดในดิสก์สะสมมวลสารจะถูกดึงลงสู่ใจกลาง บางส่วนก็อาจฟั่นไปที่ขั้วโดยสนามแม่เหล็ก และถูกเร่งความเร็วจนเกือบเท่าความเร็วแสง ทะยานออกจากขั้วแม่เหล็กเป็นไอพ่นคู่
ไอพ่นเหล่านี้ตรวจพบได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุได้จากระยะทางที่ไกล ในเอกภพท้องถิ่นของเรา ไอพ่นวิทยุเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องที่พบได้ยาก โดยมีส่วนน้อยๆ ที่พบในกาแลคซีใกล้นี้ แต่ก็ยังคงมีหาไม่พบในเอกภพยุคต้นที่ห่างไกลจนถึงล่าสุดนี้ ด้วยการรวมพลังกล้องโทรทรรศน์ นักดาราศาสตร์ได้พบไอพ่นวิทยุพูคู่ที่แผ่ยาวถึง 2 แสนปีแสง หรืออย่างน้อยสองเท่าความกว้างของทางช้างเผือก นี่เป็นไอพ่นวิทยุที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมาในช่วงต้นของเอกภพ
ไอพ่นถูกพบเป็นครั้งแรกโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ LOFAR ซึ่งเป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่กระจายทั่วยุโรป การสำรวจติดตามผลในช่วงอินฟราเรดด้วยสเปคโตรกราฟอินฟราเรดใกล้เจมิไน(GNIRS) และในช่วงตาเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ ฮอบบี้ เอเบอร์ลี่ ได้ให้ภาพไอพ่นวิทยุและเควซาร์ที่สร้างมันที่ครบถ้วนสมบูรณ์ การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้ได้แง่มุมเพิ่มเติมสู่เวลาและกลไกเบื้องหลังการก่อตัวของไอพ่นขนาดใหญ่แห่งแรกๆ ในเอกภพของเรา
image credit: nature.com ภาพปก ภาพจากศิลปินแสดงไอพ่นวิทยุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบในเอกภพยุคต้น โดยมีความกว้างมากกว่าทางช้างเผือกถึงสองเท่าครึ่ง
เรากำลังสำรวจหาเควซาร์ที่มีไอพ่นวิทยุแรงในเอกภพยุคต้น ซึ่งช่วยเราให้เข้าใจว่าไอพ่นแห่งแรกๆ ก่อตัวได้อย่างไรและเมื่อใด และพวกมันส่งผลต่อวิวัฒนาการกาแลคซีอย่างไร Anniek Gloudemans นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ NOIRLab และผู้เขียนนำการศึกษาที่เผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters กล่าว
การตรวจสอบคุณสมบัติของเควซาร์ เช่น มวลและอัตราที่มันกลืนวัสดุสาร มีความสำคัญต่อความเข้าใจประวัติการก่อตัวของมัน เพื่อตรวจสอบตัวแปรเหล่านั้น ทีมจึงตรวจสอบความยาวคลื่นแสงที่จำเพาะที่เปล่งออกจากเควซาร์ ที่เรียกกันว่า เส้นเปล่งคลื่นกว้างมักนีเซียมทู(Mg II broad emission line) โดยปกติ สัญญาณนี้จะปรากฏในช่วงอุลตราไวโอเลต อย่างไรก็ตาม จากการขยายตัวของเอกภพซึ่งทำให้แสงที่เปล่งจากเควซาร์ ถูกยืดจนมีความยาวคลื่นเพิ่มขึ้น สัญญาณจากมักนีเซียมมาถึงโลกในช่วงอินฟราเรดใกล้ซึ่งตรวจจับได้ด้วย GNIRS
เควซาร์ J1601+3102 ก่อตัวขึ้นเมื่อเอกภพมีอายุไม่ถึง 1.2 พันล้านปี หรือเพียง 9% ของอายุปัจจุบัน ในขณะที่เควซาร์อาจมีมวลได้ถึงหลายพันล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ แต่เควซาร์แห่งใหม่นี้มีขนาดเล็กเพียง 450 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ ที่น่าสนใจก็คือ เควซาร์ส่งพลังให้กับไอพ่นวิทยุลำเขื่องนี้ ก็ไม่ได้มีหลุมดำที่สุดขั้วเมื่อเทียบกับเควซาร์อื่น Gloudemans กล่าว นี่ดูเหมือนจะบ่งชี้ว่าคุณไม่จำเป็นต้องมีหลุมดำที่มีมวล หรือมีอัตราการสะสมมวลที่สูงมาก เพื่อสร้างไอพ่นที่ทรงพลังอย่างนั้นในเอกภพยุคต้น
นักวิจัยยังหวังว่าจะได้เรียนรู้อัตราการสะสมมวลของหลุมดำนี้ด้วย ไอพ่นที่ผุดออกมาจากแต่ละด้านก็ไม่สมมาตรทั้งความสว่างและระยะทางที่พวกเขาเดินทางไปได้ ซึ่งบ่งชี้ถึงสภาพแวดล้อมที่สุดขั้วที่อาจกำลังส่งผลกระทบต่อไอพ่นอยู่
ด้วยการรวมพลังจากกล้องโทรทรรศน์หลายตัว นักดาราศาสตร์ได้พบไอพ่นวิทยุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบในเอกภพยุคต้น
การไม่พบไอพ่นวิทยุขนาดใหญ่ในเอกภพยุคต้นก่อนหน้านี้ เป็นเพราะสัญญาณรบกวนจากไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ ซึ่งเป็นกลุ่มหมอกที่เปล่งไมโครเวฟ รังสีที่พื้นหลังนี้มีความคล้ายกับแสงวิทยุจากวัตถุที่ห่างไกล จะมีก็แต่เมื่อวัตถุนี้สุดขั้วมากๆ ที่เราจะสามารถสำรวจมันได้จากโลก แม้กระนั้นมันก็ยังอยู่ไกลมากๆ Gloudemans กล่าว วัตถุนี้ได้แสดงถึงสิ่งที่เราจะได้พบจากการรวมพลังกล้องโทรทรรศน์หลายๆ ตัวที่ทำงานในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน
เมื่อเราเริ่มต้นมองหาวัตถุนี้ เราเคยคาดไว้ว่าไอพ่นลำใต้คงเป็นแค่แหล่งไอพ่นใกล้ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกัน และมันก็เล็กด้วย นี่จึงทำให้ค่อนข้างประหลาดใจเมื่อภาพจาก LOFAR เผยให้เห็นโครงสร้างวิทยุขนาดใหญ่ที่มีรายละเอียด Frits Sweijen นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเดอร์แรม และผู้เขียนร่วมรายงานนี้ ธรรมชาติของแหล่งที่ห่างไกลแห่งนี้ทำให้มันยากที่จะตรวจจับได้ในความถี่วิทยุที่สูงขึ้น ซึ่งแสดงถึงพลังของ LOFAR เองและความสอดประสานของมันกับเครื่องมืออื่นๆ
นักวิทยาศาสตร์ยังคงมีคำถามอีกหลายข้อว่าเควซาร์ที่สว่างในช่วงวิทยุอย่าง J1601+3102 แตกต่างจากเควซาร์อื่นๆ อย่างไร ยังคงไม่แน่ชัดว่าสภาพแวดล้อมแบบใดที่จะสร้างไอพ่นวิทยุที่ทรงพลังอย่างนี้ได้ หรือไอพ่นวิทยุลำแรกๆ สุดในเอกภพก่อตัวขึ้นเมื่อใดกันแน่ ต้องขอบคุณพลังการร่วมมือของเจมิไนเหนือ, LOFAR และกล้องฮอบบี้เอเบอร์ลี เราจึงขยับไปอีกก้าวในความเข้าใจเอกภพยุคต้นอันน่าสนเท่ห์นี้
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
