อาวี โลบ บ่งชี้ว่าดาวฤกษ์โคจรรอบหลุมดำ ราศีธนู เอ ใจกลางทางช้างเผือก

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ อาวี โลเอบ ได้เผยแพร่การวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับพลวัตการโคจรของดาวมวล 1.5 เท่าสุริยะ ซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับราศีธนู เอ ซึ่งเป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือก นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปจากการสังเกตการณ์ล่าสุดซึ่งชี้ไปที่วงโคจรที่ปิดสนิทและเร็วมากรอบวัตถุในจักรวาล การวิจัยช่วยให้เข้าใจสภาพแวดล้อมสุดขั้วที่มีอยู่ในใจกลางกาแลคซีของเรา นักวิจัยกล่าวว่า การมีอยู่ของเทห์ฟากฟ้านี้ใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ท้าทายแบบจำลองการก่อตัวดาวฤกษ์แบบดั้งเดิมในบริเวณที่มีปฏิกิริยาต่อแรงโน้มถ่วงสูง

การค้นพบดาวฤกษ์ดวงนี้ซึ่งเป็นของกลุ่มวัตถุที่โคจรรอบใจกลางกาแลคซี ให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับฟิสิกส์ของสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงสุดขั้ว หลุมดำใจกลางซึ่งเป็นที่รู้จักในชุมชนวิทยาศาสตร์ในชื่อราศีธนูเอ มีมวลประมาณ 4.3 ล้านมวลดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์ติดตามวิถีโคจรของวัตถุเหล่านี้มานานหลายทศวรรษเพื่อทดสอบการทำนายทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ Loeb ใช้ข้อมูลเมตริกใหม่เพื่อคำนวณแรงขึ้นน้ำลงที่เกี่ยวข้องและความเสี่ยงของการแตกของวัตถุดาวฤกษ์ ผลการวิจัยระบุว่าวัตถุสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างได้แม้จะอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงดึงดูดมหาศาลก็ตาม

รายละเอียดทางเทคนิคของวงโคจรวิเคราะห์โดย Avi Loeb

วงโคจรของเทห์ฟากฟ้านี้ดึงดูดความสนใจเนื่องจากขนาดที่เล็กและความเร็วในการแปลให้เสร็จสิ้น การคำนวณแสดงให้เห็นว่าการเข้าใกล้ใจกลางของราศีธนู A สูงสุดของวัตถุเป็นหนึ่งในการเข้าใกล้ที่เล็กที่สุดที่เคยบันทึกไว้สำหรับดาวฤกษ์ที่มีองค์ประกอบมวลขนาดนี้ ความใกล้ชิดนี้ส่งผลให้โครงสร้างก๊าซมีผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพอย่างรุนแรง รวมถึงการเลื่อนไปทางสีแดงของแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนตัวของวงโคจรขั้นสูง นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ใช้สมการทางโหราศาสตร์เพื่อจัดทำแผนที่พฤติกรรมของดาวฤกษ์ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า

• มวลดาวฤกษ์โดยประมาณตั้งไว้ที่ 1.5 เท่าของมวลดวงอาทิตย์พอดี
• วัตถุดึงดูดใจกลางมีมวลเข้มข้น 4.3 ล้านมวลดวงอาทิตย์
• วิถีโคจรพัฒนาในวงโคจรที่ทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์พิจารณาว่าปิดสนิท
• การศึกษาได้ประเมินขีดจำกัดของโรชเพื่อกำหนดระยะห่างขั้นต่ำก่อนที่ดาวฤกษ์จะถูกทำลาย

ข้อมูลที่เก็บรวบรวมบ่งชี้ว่าดาวฤกษ์โคจรด้วยความเร็วซึ่งคิดเป็นสัดส่วนที่มากของความเร็วแสง ณ จุดที่เข้าใกล้ที่สุด ปัจจัยนี้ทำให้ระบบเป็นห้องปฏิบัติการทางธรรมชาติที่สมบูรณ์แบบสำหรับศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุที่มีความหนาแน่นสูง Avi Loeb เน้นในบทความของเขาว่าการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องจะช่วยให้สามารถจัดทำแผนที่การกระจายตัวของมวลมืดที่สะสมในบริเวณตอนกลางของทางช้างเผือกได้ การสะสมของฝุ่นและเศษซากอื่นๆ รอบระนาบวงโคจรทำให้ยากต่อการถ่ายภาพที่ชัดเจน โดยต้องใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดขั้นสูงที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่

นัยสำหรับแบบจำลองการกำเนิดดาวในปัจจุบัน

การมีอยู่ของดาวฤกษ์อายุน้อยที่มีโครงสร้างใกล้เคียงกับดาวราศีธนู A มากทำให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สนใจเนื่องจากสภาพที่ไม่เป็นมิตรของแกนกลางกาแลคซี ทฤษฎีก่อนหน้านี้เสนอว่าพลังน้ำขึ้นน้ำลงที่เกิดจากหลุมดำมวลมหาศาลจะป้องกันไม่ให้เมฆก๊าซควบแน่นเพื่อสร้างดาวดวงใหม่ในบริเวณนั้น สถานการณ์ที่เป็นไปได้มากที่สุดที่ได้รับการปกป้องในชุมชนวิทยาศาสตร์คือวัตถุเหล่านี้ก่อตัวขึ้นในพื้นที่ห่างไกลและอพยพเข้าสู่ระบบเป็นเวลาหลายล้านปี การวิเคราะห์จลนศาสตร์ที่นำเสนอโดย Avi Loeb ตอกย้ำสมมติฐานที่ว่ากลไกการจับภาพแบบไดนามิกทำงานอย่างมีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในใจกลางกาแลคซี

อีกประเด็นหนึ่งที่กล่าวถึงในบทความทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางเคมีของดาวฤกษ์ที่สังเกตการณ์ใกล้กับราศีธนู เอ ดาวที่สามารถอพยพไปยังวงโคจรลึกเช่นนี้มีแนวโน้มที่จะมีความเป็นโลหะสูง ซึ่งทำให้วิธีโต้ตอบกับรังสีในท้องถิ่นเปลี่ยนไป นักวิจัยคำนวณอายุขัยที่เหลืออยู่ของเทห์ฟากฟ้าก่อนที่แรงโน้มถ่วงจะเปลี่ยนชะตากรรม มีความเป็นไปได้จริงที่ดาวดวงนี้จะถูกหลุมดำกลืนกินหรือดีดตัวออกจากทางช้างเผือกด้วยความเร็วสูงในอนาคตอันห่างไกล นักดาราศาสตร์ตั้งใจที่จะใช้ข้อมูลที่รวมกันจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อปรับแต่งพารามิเตอร์ความเยื้องศูนย์ของวงโคจรในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า

ขั้นตอนต่อไปในการติดตามศูนย์กลางทางช้างเผือก

ชุมชนดาราศาสตร์ระหว่างประเทศวางแผนที่จะกำหนดเป้าหมายเครื่องมือสังเกตการณ์ใหม่เพื่อติดตามระบบวงโคจรนี้อย่างต่อเนื่อง วัตถุประสงค์หลักคือการวัดความแปรผันของความเร็วในแนวรัศมีของดาวฤกษ์ด้วยความแม่นยำระดับมิลลิเมตรระหว่างการเคลื่อนที่ผ่านจุดที่ใกล้กับหลุมดำมวลมหาศาลมากที่สุด ข้อมูลนี้จะทำหน้าที่ตรวจสอบแบบจำลองความโน้มถ่วงทางเลือกที่พยายามอธิบายความผิดปกติในการเคลื่อนตัวของกาแลคซีห่างไกล ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของเลนส์ปรับแสงบนโลกได้ลดการบิดเบือนที่เกิดจากชั้นบรรยากาศของโลกในภาพใจกลางกาแลคซีลงอย่างมาก

กล้องโทรทรรศน์ใหม่ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างในชิลีและฮาวายจะสามารถแยกแสงจากดาวดวงนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น Avi Loeb ชี้ให้เห็นว่าการทำความเข้าใจระบบนี้ช่วยถอดรหัสพฤติกรรมของนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ทั่วทั้งจักรวาลที่สังเกตได้ การติดตามอย่างต่อเนื่องควรสร้างฐานข้อมูลที่แข็งแกร่งซึ่งจะใช้ร่วมกันระหว่างสถาบันวิจัยระดับโลกหลายแห่ง นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะรวบรวมข้อมูลที่แน่ชัดเกี่ยวกับการหมุนรอบตัวเองของราศีธนู เอ ผ่านพฤติกรรมการโคจรของดาวฤกษ์ข้างเคียง