ดาวฤกษ์ที่ถูกฉีกออกจากกันโดยหลุมดำสว่างขึ้นด้วยไอพ่นสัมพัทธภาพ

ดาวฤกษ์ที่ถูกฉีกออกจากกันโดยหลุมดำสว่างขึ้นด้วยไอพ่นสัมพัทธภาพ

ดาวฤกษ์ที่ถูกฉีกออกจากกันโดยหลุมดำมวลมหาศาลในกาแลคซีอันไกลโพ้น ถูกจับได้ว่าสร้างไอพ่นของอนุภาคที่หายากแต่ทรงพลังที่เดินทางด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง การค้นพบนี้เริ่มต้นขึ้นที่หอดูดาวพาโลมาร์ในแคลิฟอร์เนีย นับเป็นครั้งแรกที่มีการพบเห็นเครื่องบินเจ็ตดังกล่าวที่ความยาวคลื่นแสง และกำลังชี้ให้เห็นถึงการสลายตัวของดาวฤกษ์ดังกล่าว

เหตุการณ์ดังกล่าว

เรียกว่าเหตุการณ์น้ำขึ้นน้ำลงหรือ TDEs ซึ่งกระแสความโน้มถ่วงที่รุนแรงจากหลุมดำสามารถบิดและฉีกดาวฤกษ์ทั้งดวงออกจากกัน บางครั้งในเวลาไม่กี่วัน ลดขนาดลงเหลือเพียงสสารที่หมุนวนเป็นเกลียว หลุมดำในกระบวนการอธิบายอย่างมีสีสันว่าเป็น หากมีสสารมากเกินไปสะสมอยู่ที่ปากของหลุมดำ 

บางส่วนอาจถูกพ่นออกไปในไอพ่นที่มีสนามแม่เหล็ก ZTF ตรวจพบการลุกจ้าของแสงเริ่มต้นจาก TDE ซึ่งจัดหมวดหมู่เป็น AT2022cmc เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2565 และการสังเกตที่ตามมาด้วยกล้องโทรทรรศน์ Very Large ของ European Observatory ได้ตรึงค่าเรดชิฟต์ไว้ที่ 1.19 โดยวางไว้

ในกาแลคซีที่ระยะห่าง 8.5 พันล้านปีแสงเพื่อให้ TDE ส่องสว่างอย่างรุนแรงเกิดขึ้น ดาวฤกษ์ต้องเข้าใกล้หลุมดำมาก ในทางช้างเผือกของเรา มีการสังเกตดาวฤกษ์ที่โคจรเข้าใกล้หลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีของเราในระยะใกล้ถึง 1.9 พันล้านกิโลเมตร แต่ในกรณี ดาวเคราะห์ร้าย

อาจเข้าใกล้ได้มากถึง 70 ล้านกิโลเมตร เทียบเท่ากับรัศมีประมาณ 100 ดวงสัมพัทธภาพยิ้มแย้มแจ่มใส ถูกพบในกาแลคซีที่ค่อนข้างใกล้เคียงโดยเฉลี่ยเดือนละครั้ง แต่ในกรณีส่วนใหญ่ไม่ได้มาพร้อมกับเจ็ตสัมพัทธภาพ แสงที่เราเห็นนั้นมาจากการปล่อยความร้อนของจานหมุนวนของสสารที่ก่อตัวขึ้น

จากดาวที่อับปาง TDE ที่มีไอพ่นนั้นหายากกว่ามาก และนี่เป็นครั้งแรกที่มีการเห็นไอพ่นในการมองเห็น โดยได้รับแรงกระตุ้นจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “ลำแสงเชิงสัมพัทธภาพ” เนื่องจากไอพ่นชี้ตรงมาที่เรา แสงที่ปล่อยออกมาจึงสว่างขึ้น โดยดอปเปลอร์เอฟเฟกต์ เป็นครั้งแรกที่เราพบ TDE ที่มีไอพ่น

เชิงสัมพัทธภาพ

ที่แข็งแกร่งมากอย่างไม่น่าสงสัย และเป็นครั้งแรกที่เราค้นพบ TDE ผ่านการปล่อยไอพ่นตั้งแต่ปี 2011” แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมกล่าว ซึ่งเป็นผู้เขียนหนึ่งในเอกสารที่มีรายละเอียดการค้นพบ TDE ก่อนหน้านี้ที่ค้นพบโดยเครื่องบินไอพ่นถูกกำหนดให้เป็นJ1644 +57และถูกพบที่ความยาวคลื่นรังสีเอกซ์

โดยหอสังเกตการณ์ ที่โคจรอยู่ อย่างไรก็ตาม ต่างจาก AT2022cmc ตรงที่ไม่สามารถมองเห็นไอพ่นของ J1644+57 ที่ความยาวคลื่นแสง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ค้นพบ J1644+57 กล่าวว่า “ด้วย J1644+57 เราจำเป็นต้องดึงดูดฝุ่นจำนวนมากในกาแลคซีหลักเนื่องจากขาดการปลดปล่อยแสง” 

ผู้เขียนร่วมในเอกสารฉบับที่สองที่อธิบายเหตุการณ์ “AT2022cmc ให้มุมมองที่ชัดเจนยิ่งขึ้นในปรากฏการณ์ และด้วยการตรวจจับในออปติคัล เราหวังว่าจะจำกัดฟิสิกส์ของ TDE ที่สัมพัทธภาพ”

ไดนามิกของดาว-หลุมดำ ไม่ใช่ปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์เพียงอย่างเดียว

ที่ทำให้เกิดไอพ่น นักดาราศาสตร์เห็นไอพ่นในวัตถุต่างๆ มากมาย ตั้งแต่ดาวฤกษ์อายุน้อยที่สะสมสสารจากเนบิวลากำเนิด ไปจนถึงควาซาร์ที่กินก๊าซปริมาณมหาศาล สิ่งที่พบได้ทั่วไปในวัตถุที่เปล่งไอพ่นทั้งหมดคือกระบวนการเพิ่มพูน ควบคู่ไปกับผลกระทบของสนามแม่เหล็กอันทรงพลังที่สามารถ

ทำให้วัสดุ

ส่วนเกินบางส่วนหลุดออกไปได้ อย่างไรก็ตาม กลไกที่แม่นยำและเหตุใดจึงมีเพียง TDE บางตัวเท่านั้นที่สร้างไอพ่น ซึ่งยังคงเป็นเรื่องน่าสงสัย “ยิ่งหลุมดำมีมวลมากเท่าไร ดาวฤกษ์ก็ยิ่งอยู่ใกล้น้อยลงเท่านั้นที่จะต้องแยกออกจากกัน หรือยิ่งมีมวลมากเท่าไร ดาวฤกษ์ก็ยิ่งต้องเข้าใกล้มากขึ้นเท่านั้น” 

เขากล่าว “มันอาจเป็นไปได้ว่าหากจะก่อตัวเป็นไอพ่นได้ ดาวจะต้องเข้ามาใกล้หลุมดำจริงๆ เพื่อเร่งอัตราการสะสมมวลสารให้เข้าสู่หลุมดำ”เมื่อพิจารณาจากปริมาณวัสดุที่ต้องใช้อย่างรวดเร็วเพื่อขับเคลื่อนไอพ่นของ AT2022cmc มวลของดาวฤกษ์ที่ถึงวาระนี้คาดว่าจะน้อยกว่ามวลของดวงอาทิตย์ 

“เราคิดว่ามันยังชอบหลุมดำที่มีมวลน้อยกว่าเล็กน้อย ซึ่งใกล้เคียงกับมวลดวงอาทิตย์หนึ่งล้านเท่ามากกว่าพันล้านเท่า” กล่าวเสริมการค้นพบเป็นเพียงการปูทางไปสู่สมบัติล้ำค่าที่หอดูดาวเวรา รูบินซึ่งเริ่มทำงานสำรวจท้องฟ้ายามค่ำคืนในปลายทศวรรษนี้ ให้คำมั่นสัญญาไว้ กว่าสิบปี

มิแรนดาสงสัยว่าวิธีหนึ่งที่จะใช้ประโยชน์จากความเป็นไปได้คือการให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสร้างชิ้นส่วนดนตรีที่ไม่คาดคิดซึ่งให้เมล็ดไอเดียสำหรับนักแต่งเพลงในการพัฒนา แทนที่จะเป็นวิธีการที่เพลงที่สร้างโดย AI กำลังถูกใช้อยู่ “ผมกำลังพยายาม” เขากล่าว “เพื่อให้เครื่องผลิตวัสดุที่ผมคิดเองไม่ได้  

แนวคิดที่ผมสามารถทำงานด้วยได้”ทุกสิ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านวิทยาศาสตร์สามารถเป็นแรงบันดาลใจได้มหาวิทยาลัยปาแลร์โม ประเทศอิตาลีหนึ่งในอุปสรรคในปัจจุบันของการขยายขอบเขตคือความไม่คุ้นเคยและความซับซ้อนทางเทคนิคของกลศาสตร์ควอนตัมเอง หนังสือเล่มใหม่ไม่ใช่คู่มือสำหรับคนใจเสาะ แต่เต็มไปด้วยฟังก์ชันคลื่นและพีชคณิตเมทริกซ์ นักดนตรีจะกลัว 

ขณะที่นักฟิสิกส์และวิศวกรที่เข้าใจทฤษฎีมักจะมีความรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับประเพณีดนตรีแต่เขาหวังว่าจะมีการพัฒนาอินเทอร์เฟซที่เป็นมิตรกับผู้ใช้ซึ่งจะช่วยลดอุปสรรคในการเข้าใช้งาน เช่นเดียวกับที่มีในคอมพิวเตอร์ทั่วไป ตัวอย่างเช่น การหมุนนั้นควบคุมโดยท่าทางมือง่ายๆ 

แทนที่จะเป็นวิธี การเล่น แดมินซึ่งเป็นเครื่องดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ อีกแนวทางหนึ่งได้รับการบุกเบิกโดยจิม วีเวอร์นักวิทยาศาสตร์ควอนตัมที่ศูนย์วิจัยยอร์กทาวน์ไฮท์ส ของไอบีเอ็ม ในนิวยอร์ก ผู้พัฒนาควอนตัมของเล่นเปียโน เป็นเครื่องมือทางดนตรีที่ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อสร้างท่วงทำนอง

Credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน