papermint ads

ครั้งแรกของโลก จับภาพ หลุมดำ ชัดที่สุด ห่างจากโลกกว่า 55 ล้านปีแสง

0
189

วันที่ 11 เม.ย. Papermint.org รายงานว่า มีการเปิดเผยภาพความสำเร็จครั้งแรกของโลก ในการถ่ายภาพ “หลุมดำ” ในห้วงเอกภพ ที่ห่างจากโลกกว่า 55 ล้านปีแสง โดย รศ.ดร.เจษฎา เด่นดวงบริพันธ์ อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้โพสต์เฟซบุ๊กส่วนตัว ระบุว่า
ครั้งแรกในโลกครับ ที่มนุษย์สามารถถ่ายภาพของ “หลุมดำ Black Hole” ได้ !! เป็นความสำเร็จครั้งยิ่งใหญ่ครั้งหนึ่งของวงการดาราศาสตร์โลกครับ
——-
ภาพที่เห็นนี้เป็นภาพของหลุมดำที่จับภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์ อีเว้นท์ ฮอไรซอน (Event Horizon Telescope หรือ EHT) ซึ่งเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์สามารถจับภาพได้ แล้วจะปฏิวัติความรู้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเทหวัตถุในอวกาศอันยิ่งใหญ่นี้

ภาพของหลุมดำที่ได้นั้น เห็นวงแหวนของฝุ่นและก๊าซที่ล้อมรอบหลุมดำตรงกลาง ซึ่งหลุมดำนี้อยู่ที่ใจกลางของกาแล็กซี Messier 87 แล้วอยู่ห่างจากโลกไป 55 ล้านปีแสง

ตัวของหลุมดำเองนั้น ไม่สามารถมองเห็นได้ เนื่องจากมันมีสภาพที่ดึงดูดเอาสสารและแสงเข้าไป โดยไม่อาจเล็ดลอดหนีออกมา แต่วิธีการที่พวกนักดาราศาสตร์เขาใช้ในครั้งนี้ ทำให้สามารถจะแสดงบริเวณที่เป็น “ขอบฟ้าเหตุการณ์หรือ event horizon” ของหลุมดำได้

กล้องโทรทรรศน์ EHT ที่ใช้ในการสังเกตการณ์ครั้งนี้ ความจริงแล้วเป็นเครือข่ายของกล้องโทรทรรศน์วิทยุจำนวน 8 ตัว ที่ครอบคลุมพื้นที่ตั้งแต่ขั้วโลกใต้ ไปจนถึงสเปนและชิลี และมีนักวิทยาศาสตร์ร่วมทำงานมากกว่า 200 คน

ภาพที่ได้นั้น ออกมารูปทรงเหมือนกับจานขยายตัว (accretion disc) หรือเป็นโดนัทที่มีรูตรงกลาง ซึ่งก็เป็นฝุ่นและแก๊สที่กำลังถูกป้อนอยู่อย่างต่อเนื่องเข้าไปในหลุมดำด้านใน

กล้องโทรทรรศน์ EHT ใช้วิธีการตรวจจับการแผ่รังสีที่ปลดปล่อยออกมาจากอนุภาคภายในจานโค้งนั้น ซึ่งมีอุณหภูมิสูงหลายพันล้านองศา ในขณะที่พวกมันเคลื่อนที่หมุนไปรอบหลุมดำ ด้วยความเร็วที่เกือบจะใกล้กับความเร็วของแสง ก่อนที่จะถูกดูดหายลงไปในหลุม

การที่เรามองวงแหวนของหลุมดำ เห็นเป็นเหมือนรูปพระจันทร์เสี้ยวนั้น ก็เพราะว่าพวกอนุภาคที่อยู่ด้านข้างของจานขยายตัว ที่กำลังหันในทิศมาทางโลกของเรา ด้วยความเร็วกว่าอีกด้านหนึ่ง และทำให้ดูเหมือนกับสว่างกว่าด้านหนึ่ง

ส่วนเงาด้านที่มืดนั้น แสดงให้เห็นถึงขอบของ “ขอบฟ้าเหตุการณ์” ซึ่งเป็นจุดที่แสงและอนุภาคใดๆ ที่ผ่านจุดนี้ไปแล้ว จะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้รวดเร็วที่จะหนีจากแรงดึงดูดมหาศาลของหลุมดำ และทำให้ไม่อาจย้อนกลับออกมาได้อีก

หลุมดำนั้นถูกทำนายเป็นครั้งแรกจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ แม้ว่าตัวไอสไตน์เองนั้นก็เคยสงสัยเหมือนกันว่ามันมีอยู่จริงหรือเปล่า หลังจากนั้นเหล่านักดาราศาสตร์ก็เก็บรวบรวมหลักฐานได้อีกมากมาย ว่าหลุมดำนั้นมีอยู่จริงในอวกาศ รวมทั้งการที่เพิ่งจะตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วงได้เมื่อเร็วๆนี้ ซึ่งเกิดจากการชนกันของหลุมดำคู่หนึ่ง

แต่หลุมดำนั้นมักจะมีขนาดเล็ก มืด และอยู่ห่างไกลเกินกว่าที่กล้องโทรทรรศน์ธรรมดาจะสังเกตเห็นมันได้โดยตรง เทียบได้กับการที่ต้องพยายามส่องหาขนมปังบนดวงจันทร์ ซึ่งเคยเชื่อกันว่าเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้เลย

แต่กล้องโทรทรรศน์ EHT สามารถบรรลุกำลังขยายที่ต้องการนี้ได้ ด้วยการรวบรวมข้อมูลจากหอดูดาววิทยุชั้นนำของโลก 8 แห่ง ซึ่งรวมถึงกล้อง Atacama Large Millimetre Array (Alma) ในประเทศชิลี และกล้องโทรทัศน์ South Pole Telescope ที่ขั้วโลกใต้ ซึ่งทำให้ได้ขนาดรวมเหมือนกับกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่เทียบเท่ากับโลกของเรา

ตอนที่กล้อง EHT เปิดใช้งานเมื่อปี 2017 นั้น มันมีเป้าหมายในการสำรวจอยู่ 2 ที่ คืิอที่ Sagittarius A* ซึ่งเป็นหลุมดำที่อยู่ตรงกลางของกาแล็กซีทางช้างเผือก และมีขนาดมวลประมาณ 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ส่วนอีกเป้าหมายหนึ่งนั้น ก็คือหลุมดำขนาดยักษ์ ในกาแล็กซี่ M87 ซึ่งมีขนาดเท่ากับ 6 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์

ปฏิบัติการนี้จะสำเร็จได้ขึ้นอยู่กับว่า จะต้องมีวันที่ท้องฟ้าปลอดโปร่งในทุกทวีปที่ทั้ง 8 ทีมนั้นทำงานอยู่พร้อมกัน ซึ่งประสานงานกันด้วยกันใช้นาฬิกาอะตอม ที่มีความแม่นยำสูงระดับที่คลาดเคลื่อนเพียงแค่ 1 วินาทีต่อ 100 ล้านปี และในที่สุด ความโชคดีทั้งหมดก็มาประจวบเหมาะกันในคืนหนึ่งในปี 2017

ผลการศึกษาที่ได้ออกมานี้ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีความเข้าใจมากขึ้นถึงสภาพแวดล้อมแสนประหลาด ใกล้ๆกับหลุมดำ ที่ซึ่งมีแรงโน้มถ่วงรุนแรงมหาศาล

อย่างเช่น ที่บริเวณขอบฟ้าเหตุการณ์ แสงจะถูกทำให้เคลื่อนที่โค้งรอบหลุมดำจนครบวง ทำให้เหมือนกับว่า ถ้าคุณยืนอยู่ตรงนั้น คุณก็จะสามารถมองเห็นด้านหลังของตัวคุณเองได้ด้วย

ผลการศึกษานี้ยังช่วยทดสอบถึงความถูกต้องของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ที่ทำนายว่าจะมีแหวนทรงกลมอยู่ล้อมรอบหลุมดำ ซึ่งก็ตรงกันกับที่กล้อง EHT ได้สังเกตเห็น

นักวิทยาศาสตร์ยังหวังว่าจะสามารถเข้าใจได้มากขึ้นอยู่กับกำเนิดของกระแสเจ็ตของการแผ่รังสี ที่พุ่งออกมาจากแกนของหลุมดำบางแห่ง ด้วยความเร็วที่ใกล้กับความเร็วของแสง ทำให้เกิดเป็นลำแสงสว่างพุ่งออกมา

อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาที่ได้มานี้ ยังไม่สามารถบอกได้ว่า ด้านในของหลุมดำนั้นเป็นเช่นไร พอทำได้เพียงแค่การศึกษาขอบฟ้าเหตุการณ์เท่านั้น ยังเป็นอะไรบางอย่างที่สำคัญมากที่จะต้องศึกษากันต่อไป

papermint ads

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here