เปิดภาพแรก “หลุมดำมวลยิ่งยวด” ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก

วันที่ 12 พ.ค. ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้เปิดเผยภาพแรกของ หลุมดำมวลยิ่งยวด (Super-Massive Black Hole) ที่อยู่ ณ ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา ชื่อว่า “Sagittarius A* (แซจิแทเรียส เอ สตาร์)” หรือชื่อย่อ ๆ ว่า Sgr A* (แซจ เอ สตาร์)

นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถบันทึกภาพหลุมดำมวลยิ่งยวดใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราได้ โดยภาพถ่ายดังกล่าวเป็นผลงานของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ Event Horizon Telescope (EHT)

นักวิทย์เปิดภาพถ่ายจริง "หลุมดำ" ครั้งแรก

การค้นพบ Sgr A* นั้นต้องเท้าความตั้งแต่ในปี 1993 นักดาราศาสตร์ค้นพบแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุปริศนาจากบริเวณใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก ในตำแหน่งของกลุ่มดาวคนยิงธนู (Sagittarius)

มีการตั้งข้อสังเกตว่า ดาวฤกษ์และแก๊สร้อนที่โคจรรอบแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุปริศนานี้มีความเร็วสูงมาก เกิดสมมติฐานว่าวัตถุนี้จะต้องมีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ซึ่งไปสอดคล้องกับคุณสมบัติของหลุมดำมวลยิ่งยวด

ในปี 2020 ไรน์ฮาร์ด เกนเซล นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์เยอรมัน และแอนเดรีย เกซ นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ค้นพบว่า มีวัตถุที่มีน้ำหนักยิ่งยวดและมองไม่เห็น คอยกำหนดวงโคจรของดาวฤกษ์ที่ศูนย์กลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา จึงบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก

และภาพของหลุมดำ Sgr A* ที่ EHT บันทึกมาได้ จึงกลายเป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่ยืนยันได้อย่างชัดเจนว่า ที่ใจกลางกาแล็กซีของเรา มีหลุมดำอยู่จริง ๆ

ข้อมูลเบื้องต้นระบุว่า Sagr A* มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 4 ล้านเท่า และอยู่ห่างจากโลกประมาณ 27,000 ปีแสง

นักดาราศาสตร์เชื่อว่า เกือบทุกกาแล็กซีในจักรวาล น่าจะมีหลุมดำขนาดยักษ์เหล่านี้อยู่ที่จุดศูนย์กลาง ซึ่งแสงและสสารไม่สามารถหลบหนีได้ ทำให้ยากต่อการถ่ายภาพพวกมัน

นี่เป็นหลุมดำหลุมที่ 2 ที่ EHT เคยบันทึกไว้ได้ โดยก่อนหน้านี้ในปี 2019 EHT เคยถ่ายภาพหลุมดำ M87* (เอ็ม 87 สตาร์) ในกาแล็กซีเมสสิเออร์ 87 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกไป 53 ล้านปีแสง แต่นักดาราศาสตร์บอกว่า ภาพของ M87* “น่ากลัว” กว่าภาพของ Sgr A*

โควิดวันนี้ (13พ.ค.65) ยอดติดเชื้อรวม PCR และ ATK แตะ 15,000 ราย

เฟเรียล โอเซล นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา กล่าวว่า ภาพแรกของหลุมดำใจกลางทางช้างเผือกที่ปรากฏ แสดงภาพของ “ยักษ์ที่อ่อนโยน” ซึ่งนักดาราศาสตร์บอกว่ามันกำลังอยู่ในสภาวะ “อดอาหาร” ต่างจากหลุมดำบางหลุมที่มีลักษณะเป็น “ผู้ทำลายล้าง” กลืนกินสสารใด ๆ ด้วยแรงดึงดูดมหาศาล

ด้าน ไมเคิล จอห์นสัน นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียน บอกว่า Sgr A* กำลังอยู่ในช่วงอดอาหาร

“ถ้า Sgr A* เป็นคน มันจะเป็นคนที่กินข้าวเพียงเม็ดเดียวทุก ๆ ล้านปี” จอห์นสันกล่าว โดยพิจารณาจากการปล่อยพลังงานที่มากกว่าดวงอาทิตย์เพียงไม่กี่ร้อยเท่าแม้ว่าจะมีมวลมากกว่ามาก

หลุมดำเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นเป็นพิเศษและมีแรงโน้มถ่วงสูงมากจนแสงไม่สามารถหลบหนีได้ ใจกลางหลุมดำคือจุดที่ไม่มีวันหวนกลับสำหรับสิ่งใดก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นดาว ดาวเคราะห์ ก๊าซ ฝุ่น รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทุกรูปแบบ จะถูกลากเข้าสู่ห้วงลึกที่ไม่มีใครทราบว่าข้างในหลุมนั้นคืออะไร

บางคนอาจคิดว่าภาพหลุมดำจะต้องเป็นหลุมมืด ๆ ว่างเปล่า แต่ความจริงแล้วเราสามารถสังเกตเห็นแก๊สร้อนที่สว่างในขณะที่พวกมันกำลังค่อย ๆ ตกลงสู่หลุมดำ ปรากฏเป็น “วงแหวน” สว่างล้อมรอบ “เงา” สีดำ ซึ่งเงานี้เองที่เป็นตัวแทนของหลุมดำที่แท้จริง

นักดาราศาสตร์บอกว่า แม้ Sgr A* จะอยู่ใกล้กับเราเรามากกว่า M87* มาก แต่กลับจับภาพได้ยากกว่า เพรามีขนาดทางกายภาพที่เล็กกว่า โดยเส้นผ่านศูนย์กลางของ Sgr A* นั้น ยาวประมาณ 17 เท่าของดวงอาทิตย์ แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของ M87* ยาวเท่ากับทั้งระบบสุริยะของเรา

ซีเค ชาน จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา อธิบายว่า “ก๊าซในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมดำ ทั้งรอบ Sgr A* และ M87* เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน เกือบเร็วเท่าแสง แต่ในขณะที่ก๊าซต้องใช้เวลาหลายวันถึงหลายสัปดาห์ในการโคจรรอบ M87* ในบริเวณ Sgr A* ที่เล็กกว่ามากนั้น ก๊าซจะโคจรรอบได้สำเร็จในเวลาเพียงไม่กี่นาที ซึ่งหมายความว่า ความสว่างและรูปแบบของก๊าซรอบ ๆ Sgr A* เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ทำให้ภาพเบลอและแตก มันยากเหมือนกับการพยายามถ่ายภาพสุนัขที่กำลังวิ่งวนไล่งับหางตัวเองให้ชัด”

นักวิจัยต้องพัฒนาเครื่องมือใหม่ที่ซับซ้อนซึ่งจะจับการเคลื่อนที่ของก๊าซรอบ Sgr A* ได้ ความพยายามนี้เกิดขึ้นได้ด้วยความร่วมมือของนักวิจัยมากกว่า 300 คนจาก 80 สถาบันทั่วโลกที่รวมกันเป็น EHT

นอกเหนือจากการพัฒนาเครื่องมือที่ซับซ้อนเพื่อเอาชนะความท้าทายของการถ่ายภาพ Sgr A* แล้ว ทีมงานยังทำงานอย่างหนักเป็นเวลา 5 ปี โดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในการรวมและวิเคราะห์ข้อมูล

 

เรียบเรียงจาก Event Horizon Telescope

ภาพจาก Event Horizon Telescope / NARIT

สรุปเหรียญ ซีเกมส์ 2021 ล่าสุด ประจำวันจันทร์ที่ 23 พ.ค. 65
โปรแกรมซีเกมส์ 2021 ของนักกีฬาไทย ประจำวันศุกร์ที่ 13 พ.ค. 65