Swift ของ NASA ช่วยผูกนิวตริโนกับหลุมดำที่ทำลายดาว black | |
บาคาร่า สมัครบาคาร่าเป็นครั้งที่สองที่นักดาราศาสตร์ได้เชื่อมโยงอนุภาคที่เรียกว่านิวตริโนพลังงานสูงกับวัตถุที่อยู่นอกดาราจักรของเรา ด้วยการใช้สิ่งอำนวยความสะดวกบนพื้นดินและอวกาศ ซึ่งรวมถึงหอดูดาว Neil Gehrels Swift ของ NASA พวกเขาติดตามนิวตริโนไปยังหลุมดำที่ฉีกดาวฤกษ์ออกเป็นชิ้นๆ ซึ่งเป็นเหตุการณ์หายนะที่หายากซึ่งเรียกว่าเหตุการณ์การหยุดชะงักของคลื่น "นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้ตั้งทฤษฎีไว้นานแล้วว่าการหยุดชะงักของคลื่นสามารถก่อให้เกิดนิวตริโนพลังงานสูงได้ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถเชื่อมโยงพวกมันเข้ากับหลักฐานเชิงสังเกตได้" Robert Stein นักศึกษาปริญญาเอกจาก German Electron-Synchrotron (DESY) กล่าว ) ศูนย์วิจัยใน Zeuthen ประเทศเยอรมนี และ Humboldt University ในกรุงเบอร์ลิน "แต่ดูเหมือนว่าเหตุการณ์พิเศษนี้ที่เรียกว่า AT2019dsg ไม่ได้สร้างนิวตริโนเมื่อใดหรือตามที่เราคาดไว้ มันช่วยให้เราเข้าใจมากขึ้นว่าปรากฏการณ์เหล่านี้ทำงานอย่างไร" ผลการวิจัยที่นำโดยสไตน์ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature Astronomyฉบับวันที่ 22 กุมภาพันธ์และเผยแพร่ทางออนไลน์ นิวตริโนเป็นอนุภาคพื้นฐานที่มีจำนวนมากกว่าอะตอมทั้งหมดในจักรวาลมาก แต่ไม่ค่อยมีปฏิสัมพันธ์กับสสารอื่น นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สนใจนิวตริโนพลังงานสูงเป็นพิเศษ ซึ่งมีพลังงานมากกว่าพลังงานที่เกิดจากการชนกันของอนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลกถึง 1,000 เท่า พวกเขาคิดว่าเหตุการณ์ที่รุนแรงที่สุดในจักรวาล เช่น การระเบิดของกาแลคซีที่รุนแรง เร่งอนุภาคให้เร็วขึ้นเกือบเท่าความเร็วแสง อนุภาคเหล่านั้นชนกับแสงหรืออนุภาคอื่นๆ เพื่อสร้างนิวตริโนพลังงานสูง แหล่งนิวตริโนพลังงานสูงที่ได้รับการยืนยันครั้งแรกซึ่งประกาศในปี 2561 เป็นกาแลคซีชนิดหนึ่งที่เรียกว่า blazar เหตุการณ์คลื่นกระทบกระเทือนเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ดวงหนึ่งเข้าใกล้หลุมดำมากเกินไป แรงโน้มถ่วงทำให้เกิดกระแสน้ำที่รุนแรงซึ่งแยกดาวออกเป็นกระแสของก๊าซ ส่วนที่ต่อท้ายของกระแสน้ำจะหนีออกจากระบบ ในขณะที่ส่วนที่นำหน้าจะหมุนกลับไปรอบๆ หลุมดำที่มีแผ่นเศษขยะ ในบางกรณี หลุมดำจะปล่อยไอพ่นอนุภาคที่เคลื่อนที่เร็ว นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าการหยุดชะงักของคลื่นจะทำให้เกิดนิวตริโนพลังงานสูงภายในไอพ่นอนุภาคดังกล่าว พวกเขายังคาดว่าเหตุการณ์จะผลิตนิวตริโนในช่วงต้นของการวิวัฒนาการ ที่ความสว่างสูงสุด ไม่ว่ากระบวนการผลิตของอนุภาคจะเป็นอย่างไร AT2019dsg ถูกค้นพบเมื่อวันที่ 9 เมษายน 2019 โดย Zwicky Transient Facility (ZTF) ซึ่งเป็นกล้องหุ่นยนต์ที่หอดูดาว Palomar ของ Caltech ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นห่างออกไปกว่า 690 ล้านปีแสงในกาแลคซีชื่อ 2MASX J20570298+1412165 ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวเดลฟีนัส ในการสำรวจติดตามผลการหยุดชะงักของคลื่นเป็นประจำ Stein และทีมของเขาได้ขอให้ Swift ทำการสังเกตการณ์ที่มองเห็นได้ รังสีอัลตราไวโอเลตและเอ็กซ์เรย์ พวกเขายังทำการวัดรังสีเอกซ์โดยใช้ดาวเทียม XMM-Newton และการวัดวิทยุขององค์การอวกาศยุโรปพร้อมสิ่งอำนวยความสะดวกต่าง ๆ รวมถึง Karl G. Jansky Very Large Array ของ National Radio Astronomy Observatory ในเมือง Socorro รัฐนิวเม็กซิโก และกล้องโทรทรรศน์ MeerKAT ของ Radio Astronomy Observatory ของแอฟริกาใต้ ความสว่างสูงสุดมาและไปในเดือนพฤษภาคม ไม่มีเจ็ตที่ชัดเจนปรากฏขึ้น ตามการคาดการณ์ทางทฤษฎี AT2019dsg ดูเหมือนผู้สมัครนิวทริโนที่ไม่ดี จากนั้นในวันที่ 1 ต.ค. 2019 หอดูดาว IceCube Neutrino ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติที่สถานี Amundsen-Scott South Pole ในแอนตาร์กติกา ตรวจพบนิวตริโนพลังงานสูงที่เรียกว่า IC191001A และย้อนรอยไปตามวิถีไปยังตำแหน่งบนท้องฟ้า ประมาณเจ็ดชั่วโมงต่อมา ZTF ตั้งข้อสังเกตว่าท้องฟ้าผืนเดียวกันนี้รวม AT2019dsg ด้วย สไตน์และทีมของเขาคิดว่ามีโอกาสเดียวใน 500 ที่การหยุดชะงักของกระแสน้ำไม่ใช่แหล่งกำเนิดของนิวทริโน เนื่องจากการตรวจจับเกิดขึ้นประมาณห้าเดือนหลังจากเหตุการณ์มีความสว่างสูงสุด จึงทำให้เกิดคำถามว่าเหตุการณ์เหล่านี้สร้างนิวตริโนเมื่อใดและอย่างไร "เหตุการณ์คลื่นรบกวนเป็นปรากฏการณ์ที่หายากอย่างไม่น่าเชื่อ โดยจะเกิดขึ้นทุกๆ 10,000 ถึง 100,000 ปีในกาแลคซีขนาดใหญ่เช่นเราเท่านั้น นักดาราศาสตร์ได้สังเกตเห็นเพียงไม่กี่โหลเท่านั้น ณ จุดนี้" Swift Principal Investigator S. Bradley Cenko จาก Goddard Space Flight ของ NASA กล่าว ศูนย์ในกรีนเบลท์ แมริแลนด์ "การวัดความยาวคลื่นหลายช่วงของแต่ละเหตุการณ์ช่วยให้เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเหตุการณ์เหล่านี้ในชั้นเรียน ดังนั้น AT2019dsg จึงเป็นที่สนใจอย่างมากแม้จะไม่มีการตรวจจับนิวตริโนในขั้นต้นก็ตาม" ตัวอย่างเช่น การหยุดชะงักของคลื่นทำให้เกิดแสงที่มองเห็นได้และแสงยูวีในบริเวณด้านนอกของดิสก์สะสมความร้อนของพวกมัน ใน AT2019dsg ความยาวคลื่นเหล่านี้จะราบเรียบหลังจากถึงจุดสูงสุดไม่นาน นั่นไม่ใช่เรื่องปกติเพราะที่ราบสูงดังกล่าวมักปรากฏขึ้นหลังจากผ่านไปไม่กี่ปี นักวิจัยสงสัยว่าหลุมดำสัตว์ประหลาดของดาราจักรซึ่งมีมวลประมาณ 30 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ อาจทำให้เศษซากของดาวตกตะกอนในดิสก์ได้เร็วกว่าที่อาจมีหลุมดำมวลรวมน้อยกว่า AT2019dsg เป็นหนึ่งในเพียงไม่กี่ของการหยุดชะงักของคลื่นเอ็กซ์เรย์ที่เป็นที่รู้จัก นักวิทยาศาสตร์คิดว่ารังสีเอกซ์มาจากส่วนในของจานเพิ่มกำลัง ใกล้กับหลุมดำ หรือจากไอพ่นอนุภาคความเร็วสูง รังสีเอกซ์ของการระเบิดจางหายไป 98% อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนใน 160 วัน ทีมงานของ Stein ไม่เห็นหลักฐานที่ชัดเจนที่บ่งชี้ว่ามีเครื่องบินไอพ่นอยู่ และแทนที่จะแนะนำว่าการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วในดิสก์น่าจะอธิบายการตกของรังสีเอกซ์ได้มากที่สุด ไม่ใช่ทุกคนที่เห็นด้วยกับการวิเคราะห์นี้ คำอธิบายอีกประการหนึ่งซึ่งเขียนโดยวอลเตอร์ วินเทอร์ และเซซิเลีย ลูนาร์ดินี ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาในเทมพีของ DESY เสนอว่าการปล่อยมลพิษมาจากเครื่องบินเจ็ตที่ถูกบดบังอย่างรวดเร็วด้วยเศษซาก นักวิจัยได้ตีพิมพ์การตีความทางเลือกในวารสาร Nature Astronomy ฉบับเดียวกัน นักดาราศาสตร์คิดว่าการแผ่รังสีของคลื่นวิทยุในปรากฏการณ์เหล่านี้มาจากอนุภาคเร่งความเร็วของหลุมดำ ทั้งในไอพ่นหรือการไหลออกในระดับปานกลาง ทีมของ Stein คิดว่า AT2019dsg อยู่ในหมวดหมู่หลัง นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบว่าการแผ่รังสีวิทยุยังคงดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายเดือน และไม่จางหายไปพร้อมกับแสงที่มองเห็นได้และแสงยูวีอย่างที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ การตรวจจับนิวตริโนเมื่อรวมกับการวัดความยาวคลื่นหลายช่วง ทำให้สไตน์และเพื่อนร่วมงานของเขาต้องคิดใหม่ว่าการหยุดชะงักของคลื่นอาจก่อให้เกิดนิวตริโนพลังงานสูงได้อย่างไร การปล่อยคลื่นวิทยุแสดงให้เห็นว่าการเร่งอนุภาคเกิดขึ้นแม้จะไม่มีเจ็ตที่ทรงพลังและชัดเจน และสามารถทำงานได้ดีหลังจากยูวีสูงสุดและความสว่างที่มองเห็นได้ สไตน์และเพื่อนร่วมงานของเขาแนะนำว่าอนุภาคที่ถูกเร่งเหล่านี้สามารถผลิตนิวตริโนในพื้นที่ที่แตกต่างกันสามแห่งของการหยุดชะงักของคลื่น: ในจานด้านนอกผ่านการชนกับแสงยูวี ในจานด้านในผ่านการชนกับรังสีเอกซ์ และในการไหลออกของอนุภาคในระดับปานกลางผ่านการชน กับอนุภาคอื่นๆ ทีมของสไตน์แนะนำว่านิวตริโนของ AT2019dsg น่าจะมาจากส่วนนอกที่สว่างด้วยรังสียูวีของดิสก์ โดยอิงจากข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานของอนุภาคนั้นมากกว่าที่เครื่องชนกันของอนุภาคจะทำได้ถึง 10 เท่า Sjoert van Velzen ผู้ช่วยศาสตราจารย์จาก Leiden University ในเนเธอร์แลนด์กล่าวว่า "เราคาดการณ์ว่านิวตริโนและการหยุดชะงักของคลื่นอาจเกี่ยวข้องกัน และการได้เห็นข้อมูลเป็นครั้งแรกในข้อมูลก็น่าตื่นเต้นมาก" "นี่เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของพลังของดาราศาสตร์มัลติเมสเซนเจอร์ โดยใช้แสง อนุภาค และระลอกคลื่นเวลาในอวกาศเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับจักรวาล เมื่อตอนที่ฉันยังเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา มักถูกคาดการณ์ไว้ว่ายุคใหม่ของดาราศาสตร์จะมาถึง แต่การได้เป็นส่วนหนึ่งของมันจริง ๆ นับว่าคุ้มค่ามาก"บาคาร่า สมัครบาคาร่า | |
ผู้ตั้งกระทู้ Rimuru Tempest :: วันที่ลงประกาศ 2021-07-07 16:01:09 IP : 182.232.32.173 |