กล้องโทรทรรศน์ EHT ใกล้เผยภาพถ่ายหลุมดำภาพแรกแล้ว

Image # 2. ภาพจำลองหลุมดำแบบที่มีจานพอกพูนมวลล้อมรอบ แรงโน้มถ่วงมหาศาลบิดงอลำแสงที่สะท้อนจากจานดังกล่าวให้เป็นรูปโค้งทั้งด้านบนและด้านล่างImage copyrightNASA/GSFC/J. SCHNITTMAN
คำบรรยายภาพภาพจำลองหลุมดำแบบที่มีจานพอกพูนมวลล้อมรอบ แรงโน้มถ่วงมหาศาลบิดงอลำแสงที่สะท้อนจากจานดังกล่าวให้เป็นรูปโค้งทั้งด้านบนและด้านล่าง

คลิก  Image # 3. hd-people-mobile-image-750x352px

กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon Telescope – EHT) ซึ่งเป็นการทำงานร่วมกันของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายแห่งทั่วโลก กำลังเข้าสู่กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้มาล่าสุด ซึ่งคาดว่าจะทำให้ได้ภาพถ่ายขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำมวลยิ่งยวด ซาจิตทาเรียส เอ (Sagittarius A*) อันจะเป็นหลักฐานเชิงรูปธรรมชิ้นแรกที่ยืนยันถึงการมีอยู่จริงของหลุมดำในจักรวาล

เมื่อสองปีที่แล้วนักดาราศาสตร์ได้เริ่มใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุบนโลกหลายตัว ร่วมกันจับภาพบริเวณใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยเทคนิคนี้จะให้ผลเสมือนกับใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เกือบเท่ากับโลก หรือกล้องโทรทรรศน์ที่มีความกว้างราว 13,000 กิโลเมตร ซึ่งสามารถจะจับภาพของหลุมดำใจกลางดาราจักรของเราได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งตรงตำแหน่งขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon)ซึ่งอาจเป็นจุดเดียวของหลุมดำที่เราสามารถสังเกตเห็นได้

ตามปกติแล้วเราไม่อาจจะมองเห็นหรือตรวจจับตำแหน่งของหลุมดำในขณะที่มันสงบนิ่ง ไม่ได้ดูดกลืนดวงดาวต่าง ๆ อยู่ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงมหาศาลทำให้แม้แต่แสงก็ไม่อาจหลุดลอดออกมาได้ แต่หากมีการดูดกลืนมวลสารของดาวอื่นเกิดขึ้น จะปรากฎจานพอกพูนมวล (Accretion disk) โดยรอบระนาบหมุนของขอบฟ้าเหตุการณ์ให้สังเกตเห็นหรือตรวจจับการแผ่รังสีได้

เมื่อปี 1978 ฌอง-ปิแยร์ ลูมิเนต์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้สร้างแบบจำลองหลุมดำที่สังเกตการณ์ได้ขึ้นเป็นครั้งแรก โดยมีลักษณะเป็นหลุมดำที่มีจานพอกพูนมวลล้อมรอบ แต่จานดังกล่าวแทนที่จะมีรูปร่างแบน กลับปรากฎเป็นเส้นโค้งงอซึ่งเผยให้เห็น “ด้านหลัง” ของจานพอกพูนมวล ซึ่งอยู่ตรงข้ามกับด้านระหว่างผู้สังเกตการณ์กับหลุมดำได้ เพราะแรงโน้มถ่วงมหาศาลบิดงอลำแสงจนเกิดภาพทุติยภูมิดังกล่าวขึ้น

Image # 4. ภาพจำลองหลุมดำในบางกรณีแตกต่างออกไป เช่นคู่หลุมดำที่ใกล้จะรวมตัวเข้าด้วยกันนี้ไม่มีจานพอกพูนมวล เพราะไม่ได้กำลังดูดกลืนดาวดวงใดอยู่Image copyrightLIGO
คำบรรยายภาพภาพจำลองหลุมดำในบางกรณีแตกต่างออกไป เช่นคู่หลุมดำที่ใกล้จะรวมตัวเข้าด้วยกันนี้ไม่มีจานพอกพูนมวล เพราะไม่ได้กำลังดูดกลืนดาวดวงใดอยู่

ต่อมาได้มีการสร้างภาพจำลองหลุมดำการ์แกนทัวที่หลายคนรู้จักกันดีจากภาพยนตร์เรื่องอินเตอร์สเตลลาร์ โดยส่วนหนึ่งสร้างจากพื้นฐานแนวคิดของลูมิเนต์ แต่ได้ปรับเปลี่ยนเล็กน้อยหลังจากหารือกับคิป ธอร์น นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์คนดังของสถาบันแคลเทค (Caltech) รวมทั้งมีการปรับให้สวยงามชัดเจนขึ้นตามวัตถุประสงค์ด้านการถ่ายทำภาพยนตร์อีกด้วย

แม้แบบจำลองหลุมดำจากภาพยนตร์นี้จะได้รับเสียงชื่นชมว่ามีความสมจริงตามหลักวิทยาศาสตร์มากที่สุด แต่สิ่งที่แตกต่างไปจากแบบจำลองของลูมิเนต์คือความสว่างของขอบฟ้าเหตุการณ์และจานพอกพูนมวลที่สม่ำเสมอกันทั้งหมด ทั้งที่ในความเป็นจริงมีแนวโน้มว่าความสว่างในส่วนดังกล่าวของหลุมดำจะไม่เท่ากัน

“แรงโน้มถ่วงของหลุมดำ ทำให้ด้านในของจานพอกพูนมวลหมุนเร็วกว่าจนเข้าใกล้ความเร็วแสง ส่งผลให้เกิดปรากฎการณ์ดอปเพลอร์ชนิดรุนแรงที่ทำให้มีความสว่างในแต่ละส่วนไม่เท่ากัน” ลูมิเนต์กล่าว

ที่มา : https://www.bbc.com/thai/international-47028652