ไอพ่นหลุมดำใน Cygnus มีพลังงานยิงเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์หนึ่งหมื่นดวง

นักดาราศาสตร์ได้ตรวจวัดพลังทันทีทันใดของเครื่องบินไอพ่นที่ถูกขับออกจากระบบไบนารี Cygnus X-1 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 7,200 ปีแสง ข้อมูลเผยให้เห็นการผลิตพลังงานเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์เกือบหมื่นดวง ด้วยความเร็วเกือบ 540 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง หรือประมาณครึ่งหนึ่งของความเร็วแสง การวิจัยนำโดย Steve Prabu จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ใช้การสังเกตการณ์ทางวิทยุความละเอียดสูงที่ถ่ายโดยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ระหว่างประเทศมานาน 18 ปี

ความก้าวหน้าในการวัดกำลังทางตรง

ทีมงานสามารถคำนวณกำลังของไอพ่นตามระดับความโค้งที่สังเกตได้ในโครงสร้างที่ถ่ายไว้ในภาพ การสังเกตการณ์ทางวิทยุรวมกับการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้กิจกรรมของเครื่องบินไอพ่นสามารถบันทึกได้แบบเรียลไทม์ แทนที่จะอิงตามค่าเฉลี่ยในอดีตที่คำนวณในช่วงนับพันปี ก่อนที่จะมีงานนี้ กำลังของไอพ่นสามารถอนุมานได้โดยใช้วิธีทางอ้อมเท่านั้นที่คำนึงถึงมาตราส่วนเวลาที่ยาวมาก

นักวิทยาศาสตร์มุ่งความสนใจไปที่วิธีที่ไอพ่นมีปฏิสัมพันธ์กับลมดาวฤกษ์ที่รุนแรงซึ่งเกิดจากดาวยักษ์สีน้ำเงินที่โคจรรอบหลุมดำ กระแสน้ำไม่ได้เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง แต่ดูเหมือนว่าจะโค้งและถูกแทนที่โดยแรงกดดันที่เกิดจากลมของดาวข้างเคียง ปราบูเรียกพวกมันว่า “ไอพ่นเต้นรำ” เนื่องมาจากการเคลื่อนที่แบบสั่นที่เกิดจากสภาพแวดล้อมของดาวฤกษ์ที่มีพลวัต

Cygnus X-1 และสถานที่ของมันในประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์

Cygnus X-1 ถือเป็นสถานที่พิเศษในดาราศาสตร์เนื่องจากเป็นหลุมดำหลุมแรกที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากชุมชนวิทยาศาสตร์ ระบบนี้ถูกค้นพบในช่วงทศวรรษปี 1960 และยังคงเป็นหนึ่งในระบบที่มีการศึกษามากที่สุดในทางช้างเผือก หลุมดำนั้นค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัวเมื่อเทียบกับหลุมดำมวลมหาศาลที่พบในใจกลางดาราจักร แต่หลุมดำยังคงมีกัมมันตภาพรังสีสูงเพราะมันดึงก๊าซจากดาวข้างเคียงอย่างต่อเนื่อง

วัสดุนี้เติมเชื้อเพลิงให้กับกระบวนการสะสมมวลสารรอบๆ หลุมดำ และก่อให้เกิดไอพ่นพลังงานสูง หลุมดำเปิดโอกาสให้เพื่อนร่วมทางของมันป้อนอาหาร ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องระหว่างวัตถุทั้งสองในขณะที่พวกมันโคจรรอบกันและกัน นักวิจัยยังพบอีกว่าประมาณร้อยละ 10 ของพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อสสารตกลงสู่หลุมดำจะกระจายไปโดยไอพ่น

Leia Tambem

ลิโอเนล เมสซีกองหน้าต้องการการผ่านบอลเฉียบขาดสองครั้งเพื่อเท่ากับสถิติประวัติศาสตร์ฟุตบอลโลกของเปเล่

จอช จาคอบส์ รันนิ่งแบ็กของทีมกรีนเบย์ แพ็คเกอร์ส ถูกจับในรัฐวิสคอนซิน ฐานใช้ความรุนแรงในครอบครัว

กาเบรียล เฆซุส ปฏิเสธยักษ์ใหญ่ในยุโรป และตัดสินใจอยู่ที่อาร์เซนอลต่อไปเพื่อแสวงหาสถิติประวัติศาสตร์

ผลต่อการทำความเข้าใจจักรวาล

• เจ็ตส์จากหลุมดำสร้างคลื่นกระแทกที่มีอิทธิพลต่อโครงสร้างจักรวาลในระยะไกล
• กระแสน้ำดังกล่าวให้การตอบสนองทางจลน์ศาสตร์ระหว่างหลุมดำกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ
• หากไม่มีการฉีดพลังงาน แบบจำลองการก่อตัวของกาแลคซีจะไม่สร้างคุณสมบัติที่สังเกตได้ขึ้นมาใหม่
• การวัดกำลังทางตรงถือเป็นความก้าวหน้าทางเทคนิคสำหรับนักดาราศาสตร์ที่ศึกษาวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัด

ข้อสังเกตที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจบทบาทที่กว้างขึ้นของหลุมดำในจักรวาลได้ ผู้เขียนรายงานระบุว่าการฉีดพลังงานเข้าสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแบบจำลองทางจักรวาลวิทยาที่จะทำงานได้อย่างถูกต้อง การวัดกำลังไอพ่นโดยตรง แทนที่จะเฉลี่ยในช่วงเวลาที่ยาวนานมาก ถือเป็นความก้าวหน้าทางเทคนิคที่สำคัญ

มุมมองการวิจัยในอนาคต

ทีมวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าการศึกษาไอพ่นเหล่านี้ในรายละเอียดมากขึ้นอาจช่วยเพิ่มความเข้าใจว่าหลุมดำมีปฏิกิริยาต่อสภาพแวดล้อมใกล้เคียงอย่างไร ปราบูกล่าวว่าเขาหวังที่จะใช้เทคนิคที่คล้ายกันกับระบบหลุมดำอื่นๆ ในการศึกษาในอนาคต ปรับแต่งแบบจำลองการคำนวณ และตรวจสอบความแปรผันของพลังงานเมื่อเวลาผ่านไป งานนี้เริ่มต้นในขณะที่ปราบูอยู่ในเครือของมหาวิทยาลัยเคอร์ตินในออสเตรเลียและเกี่ยวข้องกับความร่วมมือระหว่างประเทศของนักวิจัย การสังเกตการณ์โดยละเอียดในปี พ.ศ. 2559 เผยให้เห็นไอพ่นที่กำลังพัฒนาของ Cygnus X-1 ตลอดคาบการโคจรเต็ม นำเสนอบันทึกภาพของปรากฏการณ์ที่ทำให้นักดาราศาสตร์สนใจมานานหลายทศวรรษ