เผยความลับ! หลุมดำยักษ์ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกหมุนเร็วเกือบถึงขีดจำกัดทางฟิสิกส์

อ้างอิงจากวารสารวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์ Astronomy & Astrophysics นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้เปิดเผยข้อมูลการค้นพบครั้งสำคัญเกี่ยวกับหลุมดำซาจิทาเรียส เอ สตาร์ (Sgr A ) หลุมดำมวลยวดยิ่งที่อยู่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกซึ่งพบว่ามันกำลังหมุนด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกับขีดจำกัดสูงสุดที่กฎฟิสิกส์ หรือหมุนเร็วมาก ๆ จนเกือบถึงจุดที่ "กฎธรรมชาติ" ไม่ยอมให้หมุนได้เร็วกว่านี้อีกแล้ว 

การค้นพบนี้เกิดขึ้นจากการพัฒนาและประยุกต์ใช้วิธีการใหม่ในการวิเคราะห์ข้อมูลการสังเกตการณ์ที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์อีเว็นท์ ฮอไรซัน (Event Horizon - EHT)

เจาะลึกเทคนิคใหม่ในการไขปริศนาหลุมดำ

กล้องโทรทรรศน์อีเว็นท์ ฮอไรซัน (Event Horizon - EHT) ซึ่งเป็นความร่วมมือระดับโลกที่ไม่เคยมีมาก่อน ได้ใช้เวลาหลายปีในการสร้างสรรค์ภาพเงาหลุมดำโดยตรงเป็นครั้งแรก เริ่มจากหลุมดำ M87 ในกาแล็กซีที่อยู่ห่างออกไป 55 ล้านปีแสง และตามมาด้วยหลุมดำ Sgr A ซึ่งเป็นหลุมดำใจกลางกาแล็กซีของเรา แม้ภาพเหล่านี้จะน่าทึ่ง แต่การตีความกลับไม่ใช่เรื่องง่าย นักวิทยาศาสตร์จึงต้องพึ่งพาการจำลอง โดยการสร้างแบบจำลองลักษณะเสมือนจริงจำนวนมาก และเปรียบเทียบกับข้อมูลการสังเกตการณ์เพื่อค้นหาความคล้ายคลึงกัน 

ล่าสุด ทีมวิจัยที่นำโดยไมเคิล แยนเซิน (Michael Janssen) นักดาราศาสตร์จากมหาวิยาลัยแรดเบาด์ (Radboud University) ประเทศเนเธอร์แลนด์ และแมกซ์ แพลงค์ อินสติติวต์ ฟอร์ เรดิโอ แอสทรอนอมี (Max Planck Institute for Radio Astronomy) ในเยอรมนี ได้ยกระดับเทคนิคนี้ขึ้นไปอีกขั้น พวกเขาใช้การประมวลผลคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงเพื่อสร้างแบบจำลองหลุมดำเสมือนจริงหลายล้านแบบ จากนั้น พวกเขาใช้ข้อมูลจำลองเหล่านั้นมาฝึกฝน โครงข่ายประสาทเทียม (Neural Network) เพื่อดึงข้อมูลให้ได้มากที่สุดและระบุคุณสมบัติของหลุมดำได้อย่างแม่นยำ

ผลลัพธ์จากการส่อง หลุมดำ Sgr A  และ M87

ผลลัพธ์จากการวิเคราะห์เชิงลึกเผยให้เห็นรายละเอียดที่น่าสนใจหลายประการเกี่ยวกับหลุมดำ Sgr A นอกจากการหมุนที่ใกล้เคียงกับความเร็วสูงสุดแล้ว แกนการหมุนของมันยังชี้ตรงมายังทิศทางของโลก และแสงเรืองที่เห็นรอบ ๆ นั้นเกิดจากอิเล็กตรอนที่มีอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดคือ สนามแม่เหล็กในสสารรอบหลุมดำ Sgr A ดูเหมือนจะไม่ได้มีพฤติกรรมตามทฤษฎีที่คาดการณ์ไว้

สำหรับหลุมดำ M87 ซึ่งเป็นหลุมดำอีกแห่งที่ EHT เคยบันทึกภาพได้ ก็พบว่ามีการหมุนอย่างรวดเร็วเช่นกัน แต่ไม่เร็วเท่าหลุมดำ Sgr A โดยสิ่งที่แตกต่างคือ M87 กำลังหมุนในทิศทางตรงกันข้ามกับสสารที่หมุนวนเป็นแผ่นรอบ ๆ ซึ่งนักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าอาจเป็นผลมาจากการรวมตัวกันในอดีตกับหลุมดำมวลยวดยิ่งอีกแห่ง

AI และ Machine Learning พลิกโฉมวงการดาราศาสตร์

เทคโนโลยี AI และ Machine Learning กำลังกลายเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้นักดาราศาสตร์ไขปริศนาแห่งเอกภพ โดยมีบทบบาททำให้การวิเคราะห์หลุมดำมี ความแม่นยำ รวดเร็ว และกว้างขวางขึ้น โดยช่วยทั้งในด้านการประมวลผลภาพ, การจับสัญญาณ, การทำนายพฤติกรรม, และการจัดการข้อมูลจำนวนมหาศาล เนื่องจาก การวิเคราะห์ข้อมูลการสังเกตการณ์หลุมดำมวลยวดยิ่ง (Supermassive Black Holes) ซึ่งข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์และเครื่องมือทางดาราศาสตร์มีขนาดใหญ่มาก ซับซ้อน และมักปะปนกับ "สัญญาณรบกวน" (Noise) อยู่บ่อยครั้ง

ไมเคิล แยนเซิน (Michael Janssen) หนึ่งในนักวิจัยกล่าวว่า "การที่เรากำลังท้าทายทฤษฎีที่มีอยู่เดิมนั้นเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นอย่างแน่นอน และแนวทางที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์ AI และ Machine Learning นี้เป็นเพียงก้าวแรกเท่านั้น และในอนาคตจะมีการปรับปรุงและขยายแบบจำลองต่างๆ ให้ซับซ้อนยิ่งขึ้น"

การค้นพบครั้งนี้ จากบทความสามฉบับที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomy & Astrophysics ไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับหลุมดำมวลยวดยิ่งเท่านั้น แต่ยังตอกย้ำถึงศักยภาพอันมหาศาลของเทคโนโลยี AI และ Machine Learning ในการผลักดันขอบเขตความรู้ทางดาราศาสตร์ของเราให้ก้าวไกลยิ่งขึ้น