หลุมดำมวลมหาศาลที่ยังคุกรุ่นเป็นหนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล วัตถุหนาแน่นและมองไม่เห็นซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราหลายพันล้านเท่า ถูกล้อมรอบด้วยจานหมุนวนขนาดใหญ่และพรูของสสารที่เผาไหม้ด้วยแสงขณะที่มันหมุนวนเข้าสู่ใจกลางของหลุมดำ แต่สิ่งเหล่านี้จะใหญ่ขนาดไหน โครงสร้าง?
นับเป็นครั้งแรกที่การตรวจจับแสงอินฟราเรดใกล้อย่างชัดเจนได้เผยให้เห็นบริเวณรอบนอกของจานสะสมมวลสารขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายร้อยล้านเท่าในกาแลคซีที่เรียกว่า III Zw 002 ซึ่งมีมวลแสง 1,17 พันล้านแสง ห่างออกไปหลายปี
การค้นพบเหล่านี้นำโดยนักดาราศาสตร์ Denimara Díaz dos Santos จากสถาบันวิจัยอวกาศแห่งชาติในบราซิล เผยให้เห็นจานสะสมมวลสารห่างจากหลุมดำประมาณ 52 วันแสง การวัดนี้จะช่วยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าหลุมดำยักษ์ขับเคลื่อนอย่างไร
สสารที่อยู่รอบหลุมดำนั้นยากที่จะสร้างขึ้นใหม่ แม้จะมีขนาดและความสว่างของวัสดุที่อยู่รอบๆ แต่ระยะห่างระหว่างเรากับกาแล็กซีของพวกมันยังหมายความว่าพวกมันยังเล็กเกินไปที่จะมองเห็นรายละเอียดได้มาก ไม่สามารถถ่ายภาพสสารได้โดยตรง แสงที่จับได้จากดาราจักรรอบๆ จะถูกวิเคราะห์เพื่อหาลายเซ็นเฉพาะที่บ่งชี้ว่ามีจานสะสมมวลสารอยู่
หนึ่งในสัญญาณเหล่านี้คือสิ่งที่เรียกว่ายอดสองเท่าในสเปกตรัมรังสี สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการหมุน การแผ่รังสีคือแสงที่ปล่อยออกมาเมื่ออะตอมที่ถูกกระตุ้นสูญเสียพลังงาน พลังงานนี้จะปรากฏออกมาในรูปของแสงเรืองแสง ซึ่งความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของอะตอม ทีนี้ ลองจินตนาการถึงจานสะสมมวลสารรอบๆ หลุมดำ เหมือนกับแผ่นเสียงในเครื่องเล่นแผ่นเสียง ส่วนหนึ่งของดิสก์เคลื่อนเข้าหาคุณ ส่วนอีกส่วนหนึ่งเคลื่อนออกจากคุณ ส่วนของจานที่เคลื่อนที่เข้าหาเราผลักแสงเพื่อให้ความยาวคลื่นสั้นลง ในขณะที่ส่วนที่เคลื่อนออกจากเรายืดออกไป ซึ่งหมายความว่าการแผ่รังสีขององค์ประกอบบางอย่างจะปรากฏที่ความยาวคลื่นสองช่วง ทำให้เกิดจุดสูงสุดสองเท่าในสเปกตรัม
ก่อนหน้านี้เคยตรวจพบพีคสองเท่ารอบหลุมดำมวลมหาศาล แต่การตรวจจับก่อนหน้านี้มาจากจุดที่ค่อนข้างใกล้กับหลุมดำที่เรียกว่าบริเวณเส้นแคบ ข้อมูลนี้ไม่ได้ให้ข้อมูลมากนักเกี่ยวกับขอบเขตทั้งหมดของดิสก์การเพิ่มข้อมูล
Díaz dos Santos และเพื่อนร่วมงานของเขาพบยอดเขาคู่สองแห่ง และทั้งสองไม่ได้มาจากบริเวณเส้นแคบ แต่อยู่ห่างจากหลุมดำมาก ในบริเวณที่เรียกว่าเส้นกว้างของจานสะสมมวลสาร นี่เป็นการตรวจจับพีคคู่ครั้งแรกในบริเวณเส้นกว้าง และเป็นการตรวจจับพีคคู่ครั้งแรกด้วยเครื่องมือใกล้อินฟราเรด Alberto Rodríguez-Ardila นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งชาติในบราซิลกล่าวว่าการค้นพบโปรไฟล์ยอดสองเท่าดังกล่าวเป็นครั้งแรกทำให้เกิดข้อจำกัดอย่างหนักในเรขาคณิตของบริเวณที่ไม่สามารถระบุได้ และตอนนี้เรามีหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับกระบวนการป้อนอาหารและโครงสร้างภายในของกาแลคซีกัมมันต์"
ยอดคู่แรกจากส่วนในของบริเวณเส้นกว้างเป็นของไฮโดรเจน การจำลองชี้ให้เห็นว่าอยู่ห่างจากหลุมดำ 16,77 วันแสง ออกซิเจนที่ตรวจพบครั้งที่สองมาจากบริเวณรอบนอกของภูมิภาค ห่างจากหลุมดำประมาณ 18,86 วันแสง การจำลองยังชี้ให้เห็นว่าบริเวณเส้นกว้างขยายออกไปเป็นรัศมี 52,43 วันแสงจากหลุมดำ เท่ากับ 9,078 หน่วยดาราศาสตร์ เพื่อเปรียบเทียบ ดาวพลูโตอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 40 AU
มันดูใหญ่โต และสำหรับเราแล้วมันเป็นเช่นนั้น แต่มันก็สอดคล้องกับความพยายามที่จะวัดขนาดของจานสะสมมวลสารโดยใช้แสงสะท้อนที่สะท้อนจากขอบด้านในของพรู ซึ่งเป็นขนาดที่นักวิจัยเรียกว่า "กะทัดรัด" ในรายงานของพวกเขา ทีมงานจะสำรวจกาแลคซีต่อไปเพื่อดูว่าพฤติกรรมปัจจุบันของมันตรงกับการคาดการณ์หรือไม่
อ่าน: