เผยภาพถ่ายใหม่ล่าสุดของหลุมดำขณะปะทุไอพ่นพลังงานสูง

หนึ่งปีหลังการเผยแพร่ภาพถ่ายหลุมดำภาพแรกของโลก เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์หรืออีเอชที (EHT) ได้เปิดตัวภาพถ่ายของหลุมดำภาพใหม่ ขณะที่กำลังปะทุไอพ่นซึ่งเป็นพลาสมา (plasma) หรือกลุ่มก๊าซมีประจุไฟฟ้าพลังงานสูงออกมาด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง

หลุมดำที่ปะทุไอพ่นดังกล่าว ตั้งอยู่ที่ศูนย์กลางของเควซาร์ 3C 279 ในกลุ่มดาวสาวพรหมจารี (Virgo) ห่างจากโลก 5.5 พันล้านปีแสง โดยหลุมดำแห่งนี้มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 1 พันล้านเท่า

เควซาร์ (Quasar) นั้นคือใจกลางดาราจักรที่ส่องสว่างเจิดจ้า เนื่องจากการปลดปล่อยพลังงานมหาศาลของหลุมดำมวลยิ่งยวด โดยเควซาร์ 3C 279 นั้นเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นักดาราศาสตร์ และถูกใช้เป็นหมุดหมายในการปรับตั้งค่าต่าง ๆ ของกล้องโทรทรรศน์ทั้ง 8 ตัวในเครือข่าย EHT ให้สอดคล้องเป็นมาตรฐานเดียวกัน ก่อนเริ่มถ่ายภาพหลุมดำ M87 ซึ่งทำได้สำเร็จเป็นภาพแรกของโลกเมื่อปีที่แล้ว

• เควซาร์ให้กำเนิด "สึนามิอวกาศ" คลื่นความร้อนพลังงานสูงซัดทำลายกาแล็กซี
• พบลำแสงรูปวงแหวนซ้อนกันล้อมรอบหลุมดำ มีจำนวนเป็นอนันต์
• นักดาราศาสตร์เผยรูปหลุมดำครั้งแรกของโลกจากกาแล็กซีอันไกลโพ้น

ในครั้งนี้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ EHT สามารถจับภาพช่วงเวลาสำคัญที่ไอพ่นพลังงานสูง 2 ลำ ปะทุออกมาจากหลุมดำใจกลางเควซาร์ 3C 279 ทั้งสองด้าน ทั้งยังพบว่าส่วนฐานของไอพ่นที่เชื่อมต่อกับจานพอกพูนมวล (accretion disc) ของหลุมดำนั้น บิดเบี้ยวและเบี่ยงออกจากแกนหลักของไอพ่นไปเล็กน้อยด้วย

รายงานวิจัยเรื่องภาพถ่ายดังกล่าว ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสาร Astronomy & Astrophysics โดยดร. ซีรี ยูนซี หนึ่งในทีมนักดาราศาสตร์ของ EHT ระบุว่า "การบิดเบี้ยวของลำไอพ่นส่วนต้น อาจอยู่ในบริเวณที่พลาสมาเกิดอันตรกิริยากับสนามแม่เหล็กของหลุมดำที่หมุนอย่างรวดเร็ว จนสามารถดึงเอาพลังงานมหาศาลให้ปะทุออกมาในรูปของไอพ่นได้ แต่อย่างไรก็ตาม ทุกวันนี้เรายังไม่ทราบชัดถึงรายละเอียดของกลไกที่ทำให้หลุมดำเกิดการปะทุไอพ่นขึ้น"

"เราสามารถจับภาพไอพ่นนี้ได้ เพราะมันสว่างจ้าเป็นพิเศษและมีทิศทางพุ่งตรงมายังโลกพอดี โดยดูเหมือนว่ามันสามารถเดินทางได้เร็วกว่าแสง 15-20 เท่า แต่อันที่จริงแล้ว ความเร็วเหลือเชื่อดังกล่าวเป็นเพียงภาพลวงตาจากการสังเกตวัตถุที่ห่างไกล ส่วนความเร็วที่แท้จริงของไอพ่นจากเควซาร์ 3C 279 คือ 0.995 เท่าของความเร็วแสง" ดร. ยูนซีกล่าว

ภาพไอพ่นจากหลุมดำที่ถ่ายได้ในครั้งนี้ จะเปิดทางสู่การศึกษาลงลึกเพิ่มเติม เพื่อไขปริศนาเรื่องหลุมดำดูดกลืนมวลสารและเติบโตได้อย่างไร รวมทั้งข้อสงสัยที่ว่าเหตุใดหลุมดำในกาแล็กซีทางช้างเผือกไม่มีไอพ่นขนาดใหญ่และพลังงานสูงเหมือนกับที่พบในกาแล็กซีอื่น

ทั้งนี้ เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ EHT ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ตั้งอยู่ทั่วโลก 8 แห่ง ทำงานร่วมกันเสมือนว่าเป็นอุปกรณ์สังเกตการณ์ที่มีจานรับภาพจากคลื่นวิทยุขนาดใหญ่เท่ากับโลก ทำให้สามารถจับภาพวัตถุขนาดเล็กที่อยู่ห่างไกลออกไปได้อย่างชัดเจน ในระดับที่เทียบเท่ากับการมองเห็นผลส้มบนดวงจันทร์จากบนพื้นโลกได้ การจับภาพใช้เทคนิคที่เรียกว่าการแทรกสอดระยะไกล (VLBI) รวบรวมข้อมูลคลื่นวิทยุความถี่สูงจากวัตถุเป้าหมาย ก่อนจะนำมาประมวลผลเป็นภาพถ่ายต่อไป