"นักดาราศาสตร์" พบ "การส่ายของเจ็ท" รอบหลุมดำ M87 หลักฐานสำคัญบ่งชี้ว่าหลุมดำกำลัง "หมุน"

28 กันยายน 2566 (11:58)โพสท์โดย NgamYangThaiEveryday

นักวิจัย NARIT ร่วมค้นพบการส่ายของเจ็ทรอบหลุมดำใจกลางกาแล็กซี M87 จากการติดตามสังเกตการณ์นานกว่าสองทศวรรษ พบว่าเจ็ทเปลี่ยนทิศทางประมาณ 10 องศา เป็นวัฏจักรที่มีคาบ 11 ปี นับเป็นหลักฐานแรกที่บ่งชี้และยืนยันว่าหลุมดำอาจกำลังหมุน งานวิจัยดังกล่าว ตีพิมพ์ลงในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 27 กันยายน 2566 ที่ผ่านมา

หลุมดำM87 เป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดขนาดมวลกว่า 6.5 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ตั้งอยู่บริเวณใจกลางกาแล็กซี M87 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 55 ล้านปีแสง ล่าสุด นักวิจัย NARIT ร่วมใช้ข้อมูลจากเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ East Asia VLBI Network (EAVN) ที่ NARIT เป็นหนึ่งในสมาชิก พบว่าทิศทางของเจ็ทมีการเปลี่ยนทิศทางประมาณ 10 องศา เป็นวัฏจักรที่มีคาบ 11 ปี การค้นพบการส่ายของเจ็ทนั้น สามารถอธิบายได้ด้วยการส่ายของกาลอวกาศที่จะเกิดขึ้นรอบหลุมดำที่หมุนรอบตัวเองอยู่ เป็นหลักฐานสำคัญว่าหลุมดำนั้นกำลังหมุน

บริเวณใจกลางกาแล็กซีนั้นมักจะมีหลุมดำมวลยิ่งยวดที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ดึงดูดมวลจำนวนมากไปไว้รอบๆ ในขณะที่ตกลงสู่หลุมดำ มวลสารบางส่วนนี้จะถูกดีดออกไปทางขั้ว เป็นปรากฏการณ์ที่สังเกตได้เรียกว่า “เจ็ท” มีลักษณะเป็นลำแก๊ส ประกอบจากพลาสมา พุ่งออกมาเป็นระยะทางหลายร้อยถึงพันปีแสงด้วยความเร็วใกล้แสง กลไกการถ่ายเทพลังงานระหว่างหลุมดำมวลยิ่งยวด จานพอกพูนมวล และเจ็ท นับเป็นอีกหนึ่งปริศนาอันยิ่งใหญ่ของนักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์มานานนับศตวรรษ ปัจจุบัน ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับที่สุดคือ พลังงานบางส่วนที่ทำให้เกิดเจ็ทพลังงานสูง อาจถ่ายทอดมาจากหลุมดำที่กำลังหมุนอยู่ อย่างไรก็ตาม การหมุนของหลุมดำมวลยิ่งยวดที่เป็นกุญแจสำคัญของกระบวนการนี้นั้นยังไม่เคยถูกสังเกตพบโดยตรงมาก่อน

วยเหตุนี้ ทีมงานวิจัยจึงได้ศึกษาหลุมดำใจกลางแล็กซี M87 เพื่อหาคำตอบดังกล่าว เนื่องจากเป็นวัตถุแรกที่มีการค้นพบเจ็ทในเชิงดาราศาสตร์ฟิสิกส์นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1918 อีกทั้งระยะห่างที่อยู่ไม่ไกลจากโลกมาก ทำให้สามารถสังเกตการณ์บริเวณใกล้หลุมดำที่เป็นบริเวณก่อกำเนิดโดยตรงได้ด้วยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุแทรกสอดระยะไกล (Very Long Baseline Interferometry: VLBI) จนปรากฏเป็น “ภาพแรก” ของหลุมดำจากกล้องโทรทรรศน์อีเวนต์ฮอไรซัน (Event Hosizon Telescope: EHT) เมื่อปี ค.ศ. 2019 และล่าสุดนี้ จากการวิเคราะห์ข้อมูล M87 จาก VLBI ที่เก็บสะสมมาตลอด 23 ปีที่ผ่านมา ทำให้ทีมนักวิจัยค้นพบ “การส่ายของเจ็ท” ซึ่งช่วยเปิดเผยข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับหลุมดำใจกลางกาแล็กซีนี้ได้