นักดาราศาสตร์ได้เห็นหลุมดำที่ทรงพลัง

ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน และมหาวิทยาลัยคิงส์เบลฟาสต์ ได้ค้นพบหลุมดำที่ "เปิดสวิตช์" ที่น่าทึ่งที่สุดแห่งหนึ่งเท่าที่เคยสังเกตมา พวกเขาจะประกาศผลในวันอังคารที่ 4 กรกฎาคม เวลา การประชุมดาราศาสตร์แห่งชาติ 2023 ที่คาร์ดิฟฟ์

J221951-484240 หรือที่รู้จักในชื่อ J221951 เป็นหนึ่งในวัตถุชั่วคราวที่สว่างที่สุด – วัตถุทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่เปลี่ยนความสว่างในช่วงเวลาสั้น ๆ – ที่เคยบันทึกไว้ มันถูกค้นพบโดย Dr. Samantha Oates นักดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมและทีมงานของเธอในเดือนกันยายน 2019 ขณะค้นหาแสงแม่เหล็กไฟฟ้าจากคลื่นความโน้มถ่วง ทีมงานใช้กล้องโทรทรรศน์รังสีอัลตราไวโอเลตและแสงบนหอดูดาวนีล เจอร์เรลส์ สวิฟต์ เพื่อค้นหากิโลโนวา ซึ่งเป็นสัญลักษณ์แห่งดาวนิวตรอนที่รวมตัวกับดาวนิวตรอนหรือหลุมดำดวงอื่น โดยปกติแล้ว กิโลโนวาจะดูเป็นสีน้ำเงิน จากนั้นจะจางหายไปและเปลี่ยนเป็นสีแดงภายในสองสามวัน แต่พวกเขาพบสิ่งที่ผิดปกติยิ่งกว่า: J221951 มันดูเป็นสีน้ำเงิน แต่ก็ไม่ได้เปลี่ยนสีหรือจางหายไปเร็วเท่ากิโลโนวา

- โฆษณา -

กล้องโทรทรรศน์หลายตัวถูกใช้เพื่อสังเกต J221951 และพิจารณาธรรมชาติของมัน รวมถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Swift/UVOT และฮับเบิลของ NASA กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ของแอฟริกาใต้ และเครื่องมือ ESO เช่น กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากและอุปกรณ์ GROND บนกล้องโทรทรรศน์ MPG/ESO 2,2 เมตร ในหอดูดาวแห่งลาซิลลา

สเปกตรัมของ J221951 ที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตัดการเชื่อมต่อคลื่นความโน้มถ่วงของ J221951 จากการศึกษาสเปกตรัมแสงของ J221951 ดร. โอตส์และทีมงานของเธอสามารถระบุได้ว่าแหล่งกำเนิดนั้นอยู่ห่างออกไปประมาณ 10 หมื่นล้านปีแสง ตรงกันข้ามกับสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจพบซึ่งอยู่ห่างออกไปไม่ถึง 0,5 พันล้านปีแสง ความจริงที่ว่ามันส่องแสงอย่างสว่างไสวในระยะไกลขนาดนั้นทำให้ J221951 เป็นหนึ่งในวัตถุชั่วคราวที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยค้นพบมา

หลักฐานบ่งชี้ว่า J221951 ก่อตัวขึ้นจากหลุมดำมวลมหาศาลที่ดูดซับวัสดุโดยรอบอย่างรวดเร็ว กาแล็กซีสีแดงถูกพบที่ J221951 ก่อนการค้นพบ และตำแหน่งของ J221951 นั้นสอดคล้องกับศูนย์กลางของกาแล็กซี ซึ่งหลุมดำขนาดใหญ่ควรอยู่ตามธรรมชาติ มันเริ่มเรืองแสงอย่างกะทันหัน - ประมาณ 10 เดือนก่อนที่จะถูกตรวจพบครั้งแรก - ซึ่งหมายความว่าหลุมดำเริ่มป้อนอาหารอย่างรวดเร็วหลังจากเงียบไปชั่วขณะ สเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลตแสดงคุณสมบัติการดูดกลืนที่สอดคล้องกับวัสดุที่ถูกผลักออกไปด้านนอกโดยการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมาก เมื่อรวมกับความส่องสว่างสูง ทำให้หลุมดำนี้กลายเป็นหลุมดำที่น่าทึ่งที่สุดแห่งหนึ่งเท่าที่เคยสังเกตมา

ทีมงานได้ระบุกลไกที่เป็นไปได้ 221951 กลไกที่สามารถอธิบายการดูดกลืนของหลุมดำมวลมหาศาลได้ ประการแรกคืออาจเกิดจากกระแสน้ำก่อกวน ซึ่งเป็นการทำลายดาวฤกษ์เมื่อเคลื่อนผ่านใกล้กับหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแล็กซี ตัวเลือกที่สองคืออาจมีสาเหตุมาจากนิวเคลียสของดาราจักรกัมมันต์ที่ "เปลี่ยนสถานะ" จากอยู่เฉยๆ เป็นทำงานอยู่ จากนั้น JXNUMX จะส่งสัญญาณว่าหลุมดำที่อยู่เฉยๆ ที่ใจกลางกาแลคซีเจ้าบ้านได้เริ่มดูดกินวัสดุจากจานสะสม

ดร. Matt Nicholl สมาชิกในทีมจาก King's University Belfast กล่าวว่า "ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสิ่งต่างๆ ที่หลุมดำมวลมหาศาลสามารถทำได้นั้นขยายตัวอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ต้องขอบคุณการค้นพบการระเบิดของดาวฤกษ์และการเพิ่มขึ้นของหลุมดำที่มีความส่องสว่างที่แปรผันอย่างมาก " เขากล่าวเสริมว่า “J221951 เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่รุนแรงที่สุดของหลุมดำที่ทำให้เราประหลาดใจ การสังเกตเพิ่มเติมของ J221951 เพื่อระบุการปลดปล่อยพลังงานทั้งหมดอาจช่วยให้เราระบุได้ว่านี่เป็นการดูดกลืนของดาวฤกษ์โดยหลุมดำที่หมุนอย่างรวดเร็วหรือการเปิด AGN รูปแบบใหม่”

ดร. เอ็น. พอล ควินน์ สมาชิกในทีมอีกคนจากห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์อวกาศ มัลลาร์ดแห่งมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอนกล่าวว่า "การค้นพบที่สำคัญคือสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลตที่ได้จากกล้องฮับเบิลตัดแหล่งกำเนิดดาราจักรออกไป สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าการรักษาขีดความสามารถของสเปกโตรกราฟ UV ในอวกาศมีความสำคัญเพียงใดในอนาคต"

ดร.ซาแมนธา โอตส์ กล่าวเสริมว่า "ในอนาคต เราอาจได้เบาะแสสำคัญเพื่อแยกแยะเหตุการณ์การหยุดชะงักของกระแสน้ำจากสถานการณ์แกนกลางของดาราจักรที่ยังคุกรุ่นอยู่" ตัวอย่างเช่น หาก J221951 เกี่ยวข้องกับการเปิดซูเปอร์โนวา เราอาจคาดว่ามันจะหยุดการซีดจางและกลับมาสว่างอีกครั้ง ในขณะที่หาก J221951 เป็นการรบกวนของกระแสน้ำ เราคาดว่ามันจะยังคงจางหายไป เราจะต้องสังเกต J221951 ต่อไปในอีกไม่กี่เดือนและหลายปีข้างหน้าเพื่อจับพฤติกรรมที่ล่าช้าของมัน"

อ่าน:

นักดาราศาสตร์ได้เห็นการกระตุ้นอย่างมีพลังของหลุมดำ