หลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีบางครั้งปล่อยไอพ่นวิทยุออกมา ซึ่งเป็นพลาสมาที่เคลื่อนที่เร็วซึ่งปล่อยสัญญาณวิทยุแรงออกมา อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุเหล่านี้ยังไม่ชัดเจน: เกิดขึ้นได้อย่างไร โดยเฉพาะแหล่งพลังงานและกลไกการโหลดพลาสมา
หลุมดำที่อยู่ใกล้เคียงที่เป็นใจกลางของดาราจักรทรงรีขนาดมหึมา M87 เพิ่งถูกแสดงในภาพวิทยุโดย Event Horizon Telescope Collaboration การสังเกตดังกล่าวเป็นหลักฐานสนับสนุนแนวคิดที่ว่าการหมุนของหลุมดำขับเคลื่อนไอพ่นวิทยุ แต่ช่วยอธิบายกลไกการโหลดพลาสมาได้เพียงเล็กน้อย
ทีมวิจัยนำโดย มหาวิทยาลัยโตโฮกุ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้เสนอสถานการณ์ที่น่าหวังซึ่งทำให้กลไกการโหลดพลาสมาเข้าสู่ไอพ่นวิทยุชัดเจนขึ้น
จากการค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ หลุมดำถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็กอย่างเหลือเชื่อ เนื่องจากสนามแม่เหล็กถูกพาเข้าไปในหลุมดำด้วยพลาสมาแม่เหล็กของกาแลคซี ที่ พลาสมาที่อยู่รอบหลุมดำ จากนั้นจะได้รับพลังงานเมื่อพลังงานแม่เหล็กใกล้เคียงสูญเสียพลังงานไปชั่วครู่เนื่องจากการเชื่อมต่อของแม่เหล็กใหม่
เปลวสุริยะได้รับพลังงานจากสิ่งนี้ การเชื่อมต่อด้วยแม่เหล็ก. พลาสมาในเปลวสุริยะจะปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์ออกมา ในทางตรงกันข้าม การเชื่อมต่อใหม่ด้วยแม่เหล็กรอบหลุมดำอาจทำให้เกิดขึ้นได้ การปล่อยรังสีแกมมา เนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาต่ออนุภาคพลาสมาจะสูงกว่าพลังงานจากเปลวสุริยะมาก
ตามสถานการณ์ปัจจุบัน รังสีแกมมาที่แผ่ออกมามีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและสร้างคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนจำนวนมาก ซึ่งจากนั้นจะถูกบรรจุเข้าไปในไอพ่นวิทยุ
ตามสถานการณ์ที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ รังสีแกมมาที่แผ่ออกมามีปฏิสัมพันธ์กันและก่อให้เกิดคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอนจำนวนมาก ซึ่งจากนั้นจะถูกบรรจุเข้าไปในไอพ่นวิทยุ
ข้อมูลนี้อธิบายความเข้มข้นของพลาสมาที่มีนัยสำคัญในไอพ่นวิทยุ ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูล M87 สถานการณ์ยังระบุด้วยว่าหลุมดำต่างกันมีความเข้มของสัญญาณวิทยุต่างกัน Sgr A* หลุมดำมวลมหาศาลในตัวเรา ทางช้างเผือกตัวอย่างเช่น มีไอพ่นวิทยุอยู่รอบๆ แต่มันสลัวเกินไปและตรวจไม่พบโดยอุปกรณ์วิทยุในปัจจุบัน
นอกจากนี้ สถานการณ์จำลองยังทำนายการปล่อยรังสีเอกซ์ในระยะสั้นเมื่อพลาสมาถูกโหลดเข้าไปในไอพ่นวิทยุ สัญญาณรังสีเอกซ์เหล่านี้พลาดไปในเครื่องตรวจจับรังสีเอกซ์ในปัจจุบัน แต่สามารถสังเกตได้โดยเครื่องตรวจจับรังสีเอกซ์ที่วางแผนไว้
ชิเงโอะ คิมูระ ผู้เขียนรายงานวิจัยชิ้นนี้ กล่าวว่า, “ภายใต้สถานการณ์นี้ ดาราศาสตร์รังสีเอกซ์ในอนาคตจะสามารถคลี่คลายกลไกการโหลดพลาสมาเข้าไปในไอพ่นวิทยุซึ่งเป็นระบบที่มีมายาวนาน ความลึกลับของหลุมดำ".
การอ้างอิงวารสาร:
- ชิเงโอะ เอส. คิมูระ, เคนจิ โทมะ และคณะ การเชื่อมต่อใหม่ของแม่เหล็กในแมกนีโตสเฟียร์หลุมดำ: เลปตันกำลังโหลดเข้าสู่เจ็ตส์, หยดคลื่นวิทยุซูเปอร์ลูมินัล และแฟลร์ที่มีความยาวหลายคลื่น จดหมายวารสารทางฟิสิกส์. ดอย: 10.3847/2041-8213/ac8d5a
