หลุมดำที่กำลังป้อนอย่างแข็งขันล้อมรอบตัวเองด้วยจานเว็บสล็อตแตกง่ายก๊าซร้อนและฝุ่นที่วูบวาบราวกับกองไฟ นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบแล้วว่าการเฝ้าติดตามการเปลี่ยนแปลงของการสั่นไหวเหล่านี้สามารถเปิดเผยบางสิ่งที่ยากจะวัดได้ นั่นคือ ความสูงของโบฮีมอธColin Burke นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign กล่าวว่า “นี่เป็นวิธีใหม่ในการชั่งน้ำหนักหลุมดำ ยิ่งไปกว่านั้น วิธีการนี้ยังสามารถใช้กับวัตถุทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ใดๆ ที่มีจานเพิ่มมวลและอาจช่วยหาหลุมดำขนาดกลางที่เข้าใจยากได้อีกด้วย รายงานของนักวิจัยในวารสารScience 13 สิงหาคม
การวัดมวลของหลุมดำไม่ใช่เรื่องง่าย ประการหนึ่ง สิ่งมีชีวิตที่มืดมนนั้นมองเห็นได้ยาก
แต่บางครั้งหลุมดำก็เปิดเผยตัวเองเมื่อพวกมันกิน เมื่อก๊าซและฝุ่นตกลงไปในหลุมดำ สสารจะรวมตัวกันเป็นจานที่มีความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ร้อนเป็นสีขาว และในบางกรณี ก็สามารถส่องแสงดาวทั้งหมดในดาราจักรรวมกันได้
การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมดำสามารถเปิดเผยมวลของมันโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ แต่มีเพียงกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ที่แผ่ขยายไปทั่วโลกเท่านั้นที่ทำการวัดแบบนี้ และสำหรับหลุมดำเพียงแห่งเดียวจนถึงตอนนี้ ( SN: 4/22/19 ) หลุมดำอื่นๆ ได้รับการชั่งน้ำหนักผ่านการสังเกตอิทธิพลของหลุมดำที่มีต่อวัสดุรอบตัว แต่นั่นใช้ข้อมูลจำนวนมากและไม่ได้ผลสำหรับหลุมดำมวลมหาศาลทุกแห่ง
ดังนั้น เมื่อมองหาวิธีอื่น เบิร์คและเพื่อนร่วมงานจึงหันมาใช้ดิสก์เสริมกำลัง
นักดาราศาสตร์ไม่แน่ใจว่าดิสก์ของหลุมดำสั่นไหวอย่างไร แต่ดูเหมือนว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของแสงจะรวมกันเพื่อทำให้ดิสก์ทั้งหมดสว่างขึ้นหรือหรี่ลงในช่วงเวลาที่กำหนด การวิจัยก่อนหน้านี้บอกเป็นนัยว่าเวลาที่ดิสก์ใช้ในการจาง สว่าง และจางอีกครั้งนั้นสัมพันธ์กับมวลของหลุมดำตรงกลาง แต่คำกล่าวอ้างเหล่านั้นยังเป็นที่ถกเถียงกัน และไม่ได้ครอบคลุมมวลหลุมดำอย่างเต็มรูปแบบ เบิร์กกล่าว
ดังนั้นเขาและเพื่อนร่วมงานจึงรวบรวมการสังเกตการณ์ 67 ครั้งที่ป้อนหลุมดำด้วยมวลที่รู้จักอย่างแข็งขัน ยักษ์มีขนาดตั้งแต่ 10,000 ถึง 10 พันล้านมวลดวงอาทิตย์ สำหรับหลุมดำที่เล็กที่สุดเหล่านี้ การกะพริบเปลี่ยนไปตามช่วงเวลาของชั่วโมงเป็นสัปดาห์ หลุมดำมวลยวดยิ่งที่มีมวลระหว่าง 100 ล้านถึง 10 พันล้านมวลดวงอาทิตย์จะกะพริบช้าๆ ทุกๆ สองสามร้อยวัน
“นั่นทำให้เราบอกใบ้ได้ว่า โอเค ถ้าความสัมพันธ์นี้มีไว้สำหรับหลุมดำมวลมหาศาลขนาดเล็กและหลุมดำขนาดใหญ่ อาจเป็นลักษณะสากลก็ได้” เบิร์กกล่าว
ด้วยความอยากรู้อยากเห็น ทีมงานยังได้ดูดาวแคระขาว ซากของดาวฤกษ์ขนาดเล็กอย่างดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นวัตถุที่เล็กที่สุดบางส่วนที่ใช้ดิสก์สะสมมวลสม่ำเสมอ ดาวแคระขาวเหล่านั้นมีความสัมพันธ์แบบเดียวกันระหว่างความเร็วและมวลของการสั่นไหว
หลุมดำที่วิเคราะห์ไม่ครอบคลุมช่วงมวลที่เป็นไปได้ทั้งหมด
หลุมดำที่รู้จักกันซึ่งมีมวลประมาณ 100 ถึง 100,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์นั้นหายาก มีผู้สมัครที่เป็นไปได้หลายคน แต่ได้รับการยืนยันเพียงคนเดียว ( SN: 9/2/20 ) ในอนาคต ความสัมพันธ์ระหว่างการกะพริบของดิสก์และมวลหลุมดำสามารถบอกนักดาราศาสตร์ได้อย่างชัดเจนว่าดิสก์กะพริบประเภทใดที่ต้องหาเพื่อช่วยนำสัตว์ขนาดกลางเหล่านี้ออกจากที่ซ่อน หากพบพวกมัน เบิร์กกล่าว
นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Vivienne Baldassare จาก Washington State University ใน Pullman ศึกษาหลุมดำในกาแลคซีแคระ ซึ่งอาจรักษาคุณสมบัติบางอย่างของหลุมดำโบราณที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพยุคแรก หนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในงานของเธอคือการวัดมวลหลุมดำ “ผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นที่สุด … ของการศึกษานี้จะมีผลกระทบอย่างมากต่อการวิจัยของฉัน และฉันก็คาดหวังผลอื่นๆ อีกมากมายเช่นกัน” เธอกล่าว
วิธีการนี้เป็นวิธีที่ง่ายกว่าในการชั่งน้ำหนักหลุมดำมากกว่าเทคนิคก่อนหน้านี้ Burke กล่าว แต่ไม่จำเป็นต้องเร็วกว่านี้ ตัวอย่างเช่น หลุมดำที่มีมวลมากขึ้น ต้องใช้เวลาหลายร้อยวันหรืออาจหลายปีในการสังเกตการณ์เพื่อเปิดเผยมวลของพวกมัน
หอสังเกตการณ์ที่กำลังจะมีขึ้นกำลังวางแผนที่จะใช้ข้อมูลประเภทนั้น หอดูดาว Vera C. Rubinคาดว่าจะเริ่มสังเกตท้องฟ้าทุกคืน เริ่มในปี 2022 หรือ 2023 ( SN: 1/10/20 ) เมื่อกล้องโทรทรรศน์ทำงานเป็นเวลานานพอ การสังเกตการณ์ที่จำเป็นในการชั่งน้ำหนักหลุมดำ “จะหลุดออกมาอย่างอิสระ” จากข้อมูลของหอสังเกตการณ์รูบิน เบิร์กกล่าว “เรากำลังสร้างมันขึ้นมาแล้ว เราก็ทำได้เหมือนกัน”เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
