จับภาพหลุมดำมวลมหาศาล จากทางช้างเผือกเป็นครั้งแรก ⋆ DooDiDo

ในสิ่งที่ได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในความสำเร็จทางดาราศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สามารถจับภาพแรก

เป็นภาพที่แสดงถึงหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกนี่เป็นเพียงภาพที่สองของหลุมดำที่เคยถ่ายได้หลังจากภาพที่เรียกว่าM87 ในดาราจักรเมสซิเออร์ เป็นที่รู้จักในชุมชนดาราศาสตร์ในชื่อ Sagittarius A*หลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีบ้านเราปรากฏเป็นมวลก้อนความมืดล้อมรอบด้วยก๊าซสว่างรูปร่างประมาณโดนัทอยู่ห่างจากโลกประมาณ 27,000 ปีแสง ขนาดของหลุมดำที่ปรากฏบนท้องฟ้านั้น

มีขนาดเท่ากับท้องฟ้าโดยประมาณเท่ากับการวางโดนัทบนดวงจันทร์ ภาพนี้ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์เสมือน” ที่เชื่อมโยงและดึงข้อมูลจากหอสังเกตการณ์ 8 แห่งทั่วโลกการประมูลเพื่อให้ได้ภาพหลุมดำขนาดใหญ่ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์เกือบสี่ล้านเท่า เริ่มขึ้นในปี 2560 ด้วยการจับภาพหลายชั่วโมง ซึ่งเป็นเทคนิคเดียวกับที่ใช้ในการถ่ายภาพเส้นแสงของท้องฟ้ายามค่ำคืนโดยเปิดรับแสงนาน . อย่างไรก็ตาม การถ่ายภาพ Sagittarius A* นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย โดยทีมงานที่อยู่เบื้องหลังการวิจัยได้เปรียบเทียบความพยายามนี้กับ “การพยายามถ่ายภาพที่ชัดเจนของลูกสุนัขอย่างรวดเร็วไล่ตามหางของมัน” ความยากดังกล่าวเกี่ยวข้องกับพื้นที่ใกล้เคียงและขนาดของ Sgr A*

ประการแรก Sagittarius A* อยู่ใกล้จุดสังเกตการณ์บนโลกมากกว่า M87 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกของเราประมาณ 53 ล้านปีแสง นอกจากนี้ มันใหญ่กว่าหลุมดำมวลมหาศาลของทางช้างเผือกเกือบหนึ่งพันเท่า เนื่องจากความแตกต่างของขนาด เมฆก๊าซรอบๆ M87 ดูเหมือนจะเคลื่อนที่ช้าลงเนื่องจากพวกมันใช้เวลาระหว่างสองสามวันถึงหลายสัปดาห์ในการโคจรรอบมัน ในกรณีของ Sgr A* คาบการโคจรของเมฆก๊าซคือเพียงเก้านาที

เมื่อก๊าซเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้แสง การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบก๊าซและระดับความสว่างที่แปรผันทำให้การสร้างภาพคอมโพสิตทำได้ยากขึ้นมาก เนื่องจากข้อมูลการสังเกตจำนวนมหาศาลที่รวบรวมได้ และปั่นป่วนทั้งหมดโดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เครื่องมือสร้างภาพใหม่ต้องได้รับการพัฒนา และต้องใช้ทีมผู้เชี่ยวชาญกว่า 300 คนจากสถาบัน 80 แห่งทั่วโลกเพื่อสร้างภาพ Sgr A*ตอนนี้ทีมมุ่งเน้นไปที่การศึกษาข้อมูล

การสังเกตทั้งหมดเพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมของก๊าซรอบๆ หลุมดำมวลมหาศาล และทดสอบแบบจำลองทางทฤษฎีที่มีอยู่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของกาแลคซี สำหรับความร่วมมือที่นำไปสู่ความสำเร็จอันยิ่งใหญ่นี้ งานกำลังดำเนินการเพื่อขยายขอบเขตของโครงการ EHT เพื่อให้สามารถจับภาพหลุมดำได้มากขึ้น ซึ่งช่วยให้เราสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพฤติกรรมของจักรวาลที่น่าพิศวงเหล่านี้

การถ่ายภาพหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือกเป็นหนึ่งในเป้าหมายหลักของโครงการนี้ แต่กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ยังไม่เสร็จสิ้น ในความเป็นจริง ดูเหมือนว่ายังมีการดำเนินการอีกมากสำหรับกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ในระหว่างการแถลงข่าวที่ประกาศการถ่ายภาพของSagittarius A* นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานร่วมกับ US NationalScienceFoundationและEventHorizonTelescope Collaboration

อธิบายว่าหนึ่งในเป้าหมายที่จะก้าวไปข้างหน้าคือการผลิตภาพยนตร์ที่แสดงการหมุนของหลุมดำเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์พยายามสร้างภาพยนตร์เกี่ยวกับหลุมดำมาตั้งแต่ปี 2560 เมื่อถ่ายภาพ M87 เป็นครั้งแรกเราได้ลองใช้ข้อมูลปี 2017 Katie Bouman จาก Caltech กล่าว Bouman อธิบายต่อไปว่านักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานร่วมกับกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ “พัฒนาอัลกอริทึมที่ช่วยให้เราไม่เพียงแต่สร้างภาพนิ่งเท่านั้น

แต่ยังรวมถึงภาพยนตร์ด้วย และเราได้นำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้” น่าเสียดายที่กระบวนการนี้ไม่ได้ผลลัพธ์เป็นวิดีโอที่นักวิทยาศาสตร์มั่นใจที่จะแบ่งปัน ถึงกระนั้น การทำงานกำลังดำเนินไปสู่วิดีโอที่จะทำให้เราเห็นการกระทำรอบๆ หลุมดำเหล่านี้จากข้อมูลของ Vincent Fish กับหอดูดาว Haystack ของ MIT หอสังเกตการณ์ที่ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์กำลังอยู่ระหว่าง ชุดของการพัฒนาทางเทคนิค

ที่จะช่วยให้สามารถสังเกตการณ์หลุมดำเช่น M87 ได้ง่ายขึ้นและนานขึ้น ซึ่งง่ายกว่าหลุมดำสองหลุม ไปที่ภาพ Fish กล่าวว่าความสามารถใหม่เหล่านี้จะถูกนำมาใช้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ดังนั้นจึงอาจไม่นานนักก่อนที่เราจะได้เห็นการหมุนของก๊าซรอบๆ M87อย่างไรก็ตาม ในอนาคตอันใกล้นี้ ดูเหมือนว่าเราจะได้เห็น Sagittarius A ในมุมมองใหม่ Michael Johnson จาก HarvardSmithsonian Center for Astrophysics กล่าวว่า

การสร้างภาพโพลาไรซ์ของ Sagittarius A น่าจะเป็น ขั้นตอนต่อไป สำหรับนักวิทยาศาสตร์ของ Event Horizonเป็นการยากที่จะบอกว่ามีข้อมูลมากกว่านี้มากแค่ไหน” จอห์นสันอธิบาย “ดังนั้น ต่อไปนี้คุณจะเห็นเฉพาะความเข้มทั้งหมดของแสงที่ปล่อยออกมา ขั้นตอนต่อไปของเราน่าจะเป็นการสร้างภาพโพลาไรซ์ของ Sgr A* ซึ่งเราสามารถมองเห็นสนามแม่เหล็กใกล้กับหลุมดำและดูว่า พวกมันถูกลากโดยหลุมดำ

นอกจากนั้น นี่เป็นภาพสีเดียว เราแทนค่าความสว่างด้วยสีที่นี่ แต่จริงๆ แล้วมันก็เทียบเท่ากับภาพขาวดำสำหรับเรา และเราก็เลย ‘กำลังมองหาการขยายไปสู่การสังเกตด้วยความถี่ต่างๆ เพื่อให้เห็นภาพเป็นสีจริงๆ และนั่นจะบอกเราได้มากขึ้นอย่างมากเกี่ยวกับแหล่งที่มา

กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น เมื่อกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ถูกขยายด้วยกล้องโทรทรรศน์จากทั่วโลกมากขึ้นและมีการใช้การอัปเกรดทางเทคนิคที่ Fish กล่าวถึง ดูเหมือนว่าความเข้าใจของเราเกี่ยวกับหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีของเราจะครอบคลุมมากขึ้น

ขอบคุณภาพจาก:

ขอบคุณแหล่งอ้างอิงจาก: