หลุมดำเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นสูงในอวกาศซึ่งแสงไม่สามารถเล็ดลอดออกไปได้ มันหมายถึงบริเวณที่ไกลออกไปซึ่งไม่มีการย้อนกลับ ดังนั้นเราไม่ควรมองเห็นอะไรที่อยู่หลังหลุมดำ
การค้นพบที่ขัดแย้งกับความเชื่อนี้: เป็นครั้งแรก Stanford นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์รายงานการตรวจจับแสงจากด้านหลังหลุมดำ ฟังดูน่าตกใจ! ไม่ใช่เหรอ?
นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์รายงานการบันทึกการปล่อยรังสีเอกซ์ครั้งแรกจากด้านไกลของหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีห่างออกไป 800 ล้านปีแสง การค้นพบคือการทำนายของ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์.
อันดับแรกมีการสังเกตรูปแบบที่น่าสนใจ: ชุดของรังสีเอกซ์ที่สว่างไสว - น่าตื่นเต้น แต่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน จากนั้นกล้องโทรทรรศน์ก็สังเกตเห็นการกะพริบของรังสีเอกซ์เพิ่มเติมโดยไม่คาดคิด รังสีเอ็กซเรย์ที่ปล่อยออกมาเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าและมีสีต่างกันกว่าแสงแฟลร์
ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์เสนอว่าแสงสะท้อนเหล่านี้สอดคล้องกับรังสีเอกซ์ที่สะท้อนจากด้านหลัง หลุมดำ. แต่ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับหลุมดำบอกเราว่าเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่แปลกประหลาด
Dan Wilkins นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Stanford กล่าวว่า “เหตุผลที่เรามองเห็นได้ก็เพราะหลุมดำกำลังบิดงออวกาศ หักเหแสง และบิดเบี้ยว สนามแม่เหล็กรอบตัวเอง".
Roger Blandford ผู้ร่วมเขียนบทความกล่าวว่า “เมื่อห้าสิบปีที่แล้ว เมื่อนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เริ่มคาดเดาว่าสนามแม่เหล็กอาจมีพฤติกรรมเข้าใกล้หลุมดำได้อย่างไร พวกเขาไม่รู้ว่าวันหนึ่งเราอาจมีเทคนิคในการสังเกตสิ่งนี้โดยตรงและเห็นทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ในการดำเนินการ”
นักวิทยาศาสตร์ทำการค้นพบนี้ในขณะที่รวบรวมความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับลักษณะลึกลับของหลุมดำที่เรียกว่าโคโรนา สมมติว่ามีเพียงพอ สสารตกลงไปในหลุมดำมวลมหาศาล. ในกรณีพื้นที่นั้น ฉายรังสีเอกซ์ที่สว่างมากแหล่งกำเนิดแสงต่อเนื่องในเอกภพ ก่อตัวเป็นโคโรนารอบหลุมดำ
โคโรนารอบหลุมดำรวบรวมอนุภาคก๊าซร้อนจัดซึ่งก่อตัวเป็นก๊าซจากดิสก์ตกลงสู่หลุมดำ อนุภาคก๊าซที่เลื่อนเข้าไปในหลุมดำมีความร้อนสูงมากถึงหลายล้านองศา ที่อุณหภูมิดังกล่าว อิเล็กตรอนจะแยกออกจากอะตอม ทำให้เกิดพลาสมาที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก
ส่วนโค้งของสนามแม่เหล็กที่หมุนวนของหลุมดำหมุนรอบตัวเองมากจนในที่สุดมันก็แตกสลายไปพร้อมกัน สนามแม่เหล็กนี้ทำให้ทุกสิ่งรอบตัวร้อนขึ้นและสร้างอิเล็กตรอนพลังงานสูงเหล่านี้ซึ่งผลิตรังสีเอกซ์ต่อไป
ขณะตรวจสอบที่มาของแสงวาบ นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นแสงวาบเล็กๆ จำนวนหนึ่งชุด แสงวาบเหล่านี้เป็นแสงแฟลร์รังสีเอกซ์แบบเดียวกันแต่สะท้อนจากด้านหลังของดิสก์ ซึ่งเป็นการแวบแรกที่ด้านไกลของหลุมดำ
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจ หลุมดำโคโรนา.
วิลกินส์ กล่าวว่า, “มันมีกระจกที่ใหญ่กว่าที่เราเคยมีในกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ และมันจะทำให้เราได้ภาพที่มีความละเอียดสูงขึ้นในเวลาสังเกตที่สั้นลงมาก ดังนั้น ภาพที่เราเริ่มได้รับจากข้อมูลในขณะนี้จะชัดเจนยิ่งขึ้นด้วยหอสังเกตการณ์ใหม่เหล่านี้”
การอ้างอิงวารสาร:
- Wilkins, DR, Gallo, LC, Costantini, E. และคณะ การหักเหของแสงและเอกซ์เรย์สะท้อนเบื้องหลังหลุมดำมวลมหาศาล ธรรมชาติ 595, 657–660 (2021) ดอย: 10.1038/s41586-021-03667-0
