กระจุกดาราจักรที่เรียกว่า RBS 797 ซึ่งอยู่ห่างออกไป 3.9 พันล้านปีแสง มีจุดมืดที่ผิดปกติ BY เลโต ซาปูนาร์ | เผยแพร่เมื่อ 30 ธ.ค. 2564 8:00 น.
ศาสตร์
ช่องว่าง
กระจุกดาราจักรที่เรียกว่า RBS 797
หอดูดาว Chandra X-ray ของ NASA ได้ตรวจสอบกระจุกกาแลคซีที่เรียกว่า RBS 797 X-ray: NASA/CXC/Univ ของโบโลญญา/เอฟ อูเบอร์โทซี; ออปติคัล: NASA/STScl/M.Calzadilla
จากการศึกษาใหม่พบว่าจุดด่างดำขนาดใหญ่ก่อตัวเป็นรูปโคลเวอร์สี่แฉกที่อยู่ตรงกลางกระจุกดาราจักร เป็นครั้งแรกในจักรวาล ซึ่งเป็นครั้งเดียวที่นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นจุดมืดสองชุดซึ่งเกิดจากหลุมดำในที่เดียวกัน
จุดด่างดำเกิดขึ้นจากการที่หลุมดำมวลมหาศาล
ที่ปล่อยออกมาจากใจกลางดาราจักรสร้าง “กลีบ” ขนาดใหญ่เป็นคู่ โครงสร้างเหล่านี้ปรากฏในสเปกตรัมวิทยุ แต่เป็นโมฆะมืดในสเปกตรัมเอ็กซ์เรย์ เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้ค้นพบชุดของสี่แฉกในจุดเดียวกัน
กลีบหลายชุดในบริเวณเดียวกันนั้นไม่เคยได้ยินมาก่อน แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีขนาดต่างกันและอยู่ห่างจากฟีเจอร์รูปทรงโคลเวอร์นี้ Francesco Ubertosi นักศึกษาปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยโบโลญญาในอิตาลีกล่าวว่า “ลักษณะเฉพาะของระบบของเราคือสี่แฉกทั้งหมดอยู่ห่างจากศูนย์กลางเท่ากัน” ซึ่งใช้รังสีเอกซ์เพื่อศึกษากระจุกดาราจักรกล่าว Ubertosi เป็นผู้นำการศึกษาใหม่นี้ซึ่งตีพิมพ์ในThe Astrophysical Journal Letters
กลีบทั้งหมดนี้ดูเหมือนจะมีขนาดเท่ากันและอยู่รอบแกนกลาง นี่เป็นหลักฐานว่ากลีบทั้งสองคู่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน
กระจุกดาราจักรที่เป็นปัญหา เรียกว่า RBS 797 อยู่ห่างจากโลก 3.9 พันล้านปีแสง และได้รับการศึกษามาอย่างดีแล้ว นักวิจัยทราบมานานแล้วว่ามีคลื่นวิทยุอยู่ที่นั่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง งานของ Ubertosi สร้างจากการศึกษาในภูมิภาคนี้ในปี 2013 ซึ่งพบว่าช่อง X-ray voids ทับซ้อนกับก้อน ซึ่งเป็นจุดที่มืดใน Chandra X-ray Observatory สิ่งนี้สนับสนุนแนวคิดที่ว่าหลุมดำที่นั่น “ขุด” สิ่งรอบข้างออกจากภูมิภาค Ubertosi กล่าว
คำถามหลักที่ Ubertosi และทีมของเขาพยายามตอบคือ: พวกเขาสามารถหาช่องว่างในข้อมูลเอ็กซ์เรย์เพื่อให้เข้ากับรูปร่างของคลื่นวิทยุเพิ่มเติมได้หรือไม่ “มันเหมือนกับว่าเรามีเรื่องเดียว” Ubertosi กล่าว “แต่มีสองวิธีในการบอกเล่า” และมุมมองทางวิทยุและรังสีเอกซ์ควรตรงกัน
หลุมดำมวลมหาศาลมักจะยิงอนุภาคจากด้านบนและด้านล่างในลำธารความเร็วสูงสองสายที่เรียกว่าไอพ่นสัมพัทธภาพ เครื่องบินไอพ่นจะขยายตัวหลังจากไปถึงระยะหนึ่ง และ “ขับก๊าซที่เราเห็นในรังสีเอกซ์ที่อยู่รอบๆ ออกไป” Ubertosi กล่าว เครื่องบินเจ็ตแกะสลักเส้นทางในเรื่องรอบตัวและ “สร้างการกดทับเหมือนฟองสบู่ในรังสีเอกซ์” เขากล่าว
ช่องว่าง X-ray สามารถเปรียบได้กับบุคคลที่เป่าฟองสบู่
ใต้น้ำMichael McDonaldนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก MIT ผู้ศึกษาวิวัฒนาการของหลุมดำมวลมหาศาลและสิ่งที่อยู่รอบตัวพวกเขา กล่าว และไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ “คุณสามารถเห็นฟองอากาศในน้ำ…หรือถ้าคุณตรวจจับอากาศได้” เขากล่าว การเห็นช่องว่างในน้ำเหมือนกับการตรวจจับช่องว่างในช่องว่าง X-ray และการวัดก๊าซในฟองอากาศก็เหมือนกับการตรวจจับคลื่นวิทยุ
ในปี 2019 หัวหน้างานของ Ubertosi ได้รับรางวัลเวลาบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Chandra เพื่อตรวจสอบวัตถุในรายละเอียดเพิ่มเติม และเมื่อพวกเขาได้ผลลัพธ์ พวกเขาเห็นช่องว่างสี่ช่องในการอ่านค่า X-ray ของ Chandra ที่ตรงกับคลื่นวิทยุสี่แฉก
ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาพยายามวัดความแตกต่างของอายุระหว่างกลีบทั้งสองชุด และพบว่าพวกมันมีอายุห่างกันไม่ถึง 10 ล้านปี ซึ่งไม่ได้แตกต่างกันมากนักในช่วงเวลาทางช้างเผือก Ubertosi กล่าว
[ที่เกี่ยวข้อง: ดูหลุมดำกินดาวจำลอง ]
ช่องว่างอายุน้อยของพวกเขาสนับสนุนคำอธิบายที่เป็นไปได้สองแบบ ซึ่งผู้เขียนรายงานการศึกษาปี 2013 ยังนำเสนอด้วย เมื่อพวกเขาพบกลุ่มก้อนเพิ่มเติมในสเปกตรัมวิทยุ คำอธิบายที่หนึ่ง: หลุมดำมวลมหาศาลสองดวงที่โคจรอยู่ใกล้กันนั้นเริ่มทำงานพร้อมกันและทำให้เกิดก้อนเหล่านี้ หรือสอง: หลุมดำหนึ่งหลุมถูกเหวี่ยงออกจากแกนของมัน น่าจะเป็นเมื่อมันรวมเข้ากับหลุมดำอีกอันแล้วหมุน พ่นไอพ่นออกไปในทิศทางใหม่ แต่ไม่พบก้อนส่วนเกินเหล่านี้ในการสำรวจเอ็กซ์เรย์ที่ผ่านมา ซึ่งไม่น่าจะได้รับแสงนานเพียงพอ Ubertosi กล่าว
แนวคิดทั้งสองมีขึ้นในแง่ของทฤษฎี แมคโดนัลด์กล่าว แต่เขาพบว่าแนวคิดหลุมดำคู่ “น่าสนใจกว่า” เพราะมันอาจเป็นตัวแทนของการศึกษาการควบรวมของหลุมดำอีกวิธีหนึ่งนอกเหนือจากคลื่นความโน้มถ่วง
ผลงานของทีมนั้นน่าดึงดูดใจ แต่ภาพลักษณ์ที่ละเอียดขึ้นสองหรือสามเท่าจะทำให้แน่ใจได้ McDonald กล่าว งานนี้ “ดีที่สุดที่เราสามารถทำได้โดยไม่ต้องเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์ใหม่มูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์” เขากล่าว
นักวิจัยจะยังคงสำรวจกระจุกดาราจักร RBS 797 ต่อไป ในโครงการต่อไปของ Ubertosi เขาหวังว่าจะยุติการอภิปรายว่าโคลเวอร์สี่แฉกถูกสร้างขึ้นโดยหลุมดำสองหลุมหรือหนึ่งหลุม
