นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมข้อมูลจากเครือข่ายหอดูดาววิทยุ 8 แห่งทั่วโลกหลุมดำขี้อายกล้องมาก หลุมดำมวลยวดยิ่งซึ่งซ่อนตัวอยู่ในใจกลางกาแลคซี ทำให้มองเห็นตัวเองได้ด้วยการพ่นอนุภาคที่มีประจุเป็นประกายสว่าง หรือโดยการกระเด็นออกไปหรือฉีกดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียง อย่างใกล้ชิด behemoths เหล่านี้ล้อมรอบด้วยดิสก์สะสมเรืองแสงของวัสดุที่ตกลงมา แต่เนื่องจากแรงโน้มถ่วงสุดขั้วของหลุมดำป้องกันแสงจากการหลบหนี หัวใจที่มืดมิดของผู้โจมตีหนักในจักรวาลเหล่านี้จึงมองไม่เห็นโดยสิ้นเชิง
โชคดีที่มีวิธี “ดู” หลุมดำโดยไม่ต้องมองเข้าไปในก้นบึ้ง กล้องโทรทรรศน์สามารถมองหาภาพเงาของขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำแทน ซึ่งเป็นปริมณฑลภายในที่มองไม่เห็นหรือหลบหนี เทียบกับดิสก์สะสมมวลของมัน นั่นคือสิ่งที่กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์หรือ EHT ทำในเดือนเมษายน 2017 โดยรวบรวมข้อมูลที่ให้ภาพแรกของหลุมดำมวลมหาศาล ซึ่งอยู่ในกาแลคซี M87
Avi Loeb นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวว่า “ไม่มีอะไรดีไปกว่าการมีภาพพจน์ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมหลักฐานทางอ้อมมากมายสำหรับหลุมดำในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา แต่ “การเห็นคือความเชื่อ”
การสร้างภาพเหมือนครั้งแรกของหลุมดำนั้นค่อนข้างยาก หลุมดำกินเศษเสี้ยวหนึ่งของท้องฟ้า และเมื่อมองจากโลกแล้ว ก็ดูเหมือนจะจางมาก โครงการถ่ายภาพหลุมดำของ M87 จำเป็นต้องมีหอสังเกตการณ์ทั่วโลกที่ทำงานควบคู่ไปกับจานวิทยุขนาดเท่าโลกเสมือนหนึ่งจานที่มีวิสัยทัศน์ที่เฉียบคมกว่าหอดูดาวใด ๆ ที่สามารถทำได้ด้วยตัวเอง
วาง ‘วิธีแก้ปัญหา’ ไว้ในความละเอียด
หลุมดำมวลมหาศาลภายใน M87 ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 6.5 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ของเรานั้นไม่ใช่ลูกปลาเล็กๆ แต่เมื่อมองจากโลกที่อยู่ห่างออกไป 55 ล้านปีแสง หลุมดำนี้มีขนาดเพียง 42 microarcseconds บนท้องฟ้า ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าสีส้มบนดวงจันทร์ที่จะปรากฏต่อใครบางคนบนโลก อย่างไรก็ตาม นอกจากหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีของเราแล้ว Sagittarius A* หรือ Sgr A* ซึ่งเป็นเป้าหมายการถ่ายภาพอื่นๆ ของ EHT หลุมดำของ M87 ยังเป็นภาพเงาของหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดบนท้องฟ้า
มีเพียงกล้องโทรทรรศน์ที่มีความละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อนเท่านั้นที่สามารถหยิบสิ่งเล็กๆ ออกมาได้ (สำหรับการเปรียบเทียบ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถแยกแยะวัตถุที่มีขนาดเล็กเพียง 50,000 microarcseconds เท่านั้น) ความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของมัน: จานที่ใหญ่กว่า มุมมองที่ชัดกว่า – และได้ภาพที่คมชัดของหลุมดำมวลมหาศาลจะต้อง จานวิทยุขนาดเท่าดาวเคราะห์
แม้แต่สำหรับนักดาราศาสตร์วิทยุซึ่งไม่ใช่คนแปลกหน้าในการสร้างจานใหญ่ ( SN Online: 9/29/17 ) “สิ่งนี้ดูทะเยอทะยานเกินไป” Loeb ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับโครงการสร้างภาพหลุมดำกล่าว “เคล็ดลับคือคุณต้องไม่ครอบคลุมทั้งโลกด้วยหอดูดาว”
ในทางกลับกัน เทคนิคที่เรียกว่าอินเทอร์เฟอโรเมตรีพื้นฐานที่ยาวมากกลับรวมคลื่นวิทยุที่กล้องโทรทรรศน์หลายตัวมองเห็นพร้อมกัน เพื่อให้กล้องโทรทรรศน์ทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพเหมือนจานยักษ์จานเดียว เส้นผ่านศูนย์กลางของจานเสมือนนั้นเท่ากับความยาวของระยะทางที่ยาวที่สุดหรือเส้นฐาน ระหว่างกล้องโทรทรรศน์สองตัวในเครือข่าย สำหรับ EHT ในปี 2560 นั่นคือระยะทางจากขั้วโลกใต้ถึงสเปน
กล้องโทรทรรศน์ ประกอบ!
EHT ไม่ใช่อาร์เรย์ hotshot ที่เป็นอยู่ในปัจจุบันเสมอไป ในปี 2552 เครือข่ายของหอดูดาวเพียงสี่แห่งในแอริโซนา แคลิฟอร์เนีย และฮาวาย ได้รูปลักษณ์ที่ดีเป็นครั้งแรกที่ฐานของหนึ่งในเครื่องบินเจ็ตพลาสม่าที่พ่นออกมาจากใจกลางหลุมดำของ M87 ( SN: 11/3/12, p. 10 ). แต่กลุ่มกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กยังไม่มีกำลังขยายที่จะเปิดเผยตัวหลุมดำเอง
เมื่อเวลาผ่านไป EHT ได้คัดเลือกหอดูดาววิทยุแห่งใหม่ ภายในปี 2560 มีสถานีสังเกตการณ์แปดแห่งในอเมริกาเหนือ ฮาวาย ยุโรป อเมริกาใต้ และขั้วโลกใต้ ในบรรดาผู้มาใหม่คือ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array หรือ ALMA ซึ่งตั้งอยู่บนที่ราบสูงทางตอนเหนือของชิลี ด้วยพื้นที่รวมจานที่ใหญ่กว่าสนามฟุตบอลอเมริกัน ALMA รวบรวมคลื่นวิทยุมากกว่าหอดูดาวอื่นๆ
“ALMA เปลี่ยนแปลงทุกอย่าง” Vincent Fish นักดาราศาสตร์จาก Haystack Observatory ของ MIT ในเวสต์ฟอร์ด รัฐแมสซาชูเซตส์ กล่าว “สิ่งใดที่คุณเพิ่งจะค้นพบได้ยากก่อนหน้านี้ คุณก็จะได้รับการตรวจจับที่แน่นหนามากในตอนนี้”
มันง่ายที่จะดูว่าทำไมพวกเขาถึงงุนงง เนื่องจากการรวมกลุ่มของสนามแม่เหล็กที่กระจุกในจุดบอดบนดวงอาทิตย์ทั้งหมดชี้ไปในทิศทางเดียวกัน สนามแม่เหล็กเหล่านี้จึงควรผลักกัน เช่นเดียวกับแม่เหล็กแท่งที่ทำเมื่อนำขั้วที่เหมือนกันของพวกมันมารวมกัน อย่างไรก็ตาม แทนที่จะบินออกจากกัน ทุ่งจุดบอดบนดวงอาทิตย์ยังคงรวมกันเป็นฝูง ทำให้จุดบอดบนดวงอาทิตย์อยู่ได้นานหลายวันถึงหลายสัปดาห์
ด้วยการใช้คลื่นเสียงเพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจนครั้งแรกของโครงสร้างใต้พื้นผิวของจุดบอดบนดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์จึงได้คำตอบสำหรับปริศนานี้แล้ว ใต้พื้นผิวมีพายุเฮอริเคนขนาดเท่าดาวเคราะห์ที่ดึงก๊าซไอออไนซ์ การไหลของก๊าซทำหน้าที่เหมือนปลอกคอ ทำให้สนามแม่เหล็กอยู่รวมกันและจุดบอดบนดวงอาทิตย์ไม่เสียหาย
Credit : hopendream.net vigneronsproprietesassocies.net westcoastshop.net pillsgenericpropecia.net topiramateonlinetopamax.net
