เหตุการณ์ต่างๆ

นักดาราศาสตร์ทราบเหตุการณ์การหยุดชะงักของกระแสน้ำ (TDE) ประมาณ 100 เหตุการณ์ในกาแลคซีที่ห่างไกล โดยพิจารณาจากการระเบิดของแสงที่มาถึงกล้องโทรทรรศน์บนโลกและในอวกาศ แสงส่วนใหญ่มาจากรังสีเอกซ์และรังสีออปติก นักดาราศาสตร์ของ MIT ซึ่งปรับผ่าน X-ray และ UV/optical bands ทั่วไปได้ค้นพบเหตุการณ์การหยุดชะงักของกระแสน้ำครั้งใหม่ซึ่งส่องสว่างด้วยแสงอินฟราเรด นับเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ TDE โดยตรงที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด ยิ่งไปกว่านั้น การปะทุครั้งใหม่ยังเป็นเหตุการณ์การหยุดชะงักของกระแสน้ำที่ใกล้เคียงที่สุดที่สังเกตได้จนถึงปัจจุบัน: พบเปลวไฟใน NGC 7392 ซึ่งเป็นดาราจักรที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 137 ล้านปีแสง ซึ่งสอดคล้องกับพื้นที่ในสวนหลังบ้านของจักรวาลของเรา นั่นคือ หนึ่งในสี่ของขนาด TDE ที่ใกล้เคียงที่สุดถัดไป แสงแฟลร์ใหม่นี้ซึ่งมีชื่อว่า WTP14adbjsh ไม่โดดเด่นในข้อมูลเอ็กซ์เรย์และข้อมูลออปติกมาตรฐาน นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าการสำรวจแบบดั้งเดิมเหล่านี้พลาด TDE ที่อยู่ใกล้เคียง ไม่ใช่เพราะไม่ปล่อยรังสีเอกซ์และแสง UV แต่เป็นเพราะแสงนั้นถูกบดบังด้วยฝุ่นจำนวนมหาศาลที่ดูดซับรังสีและให้ความร้อนในรูปของอินฟราเรด พลังงาน. นักวิจัยระบุว่า WTP14adbjsh เกิดขึ้นในดาราจักรอายุน้อยที่กำลังก่อตัวเป็นดาว ซึ่งตรงกันข้ามกับ TDE ส่วนใหญ่ที่พบในดาราจักรที่เงียบกว่า นักวิทยาศาสตร์คาดว่ากาแลคซีที่ก่อตัวด้วยดาวฤกษ์น่าจะมี TDEs อยู่ เนื่องจากดาวฤกษ์ที่พวกมันสลายออกมาจะให้เชื้อเพลิงจำนวนมากสำหรับหลุมดำใจกลางกาแลคซีที่จะกลืนกิน แต่การสังเกตการณ์ TDE ในกาแลคซีก่อตัวดาวยังหาได้ยากจนถึงขณะนี้ การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าการสำรวจด้วยรังสีเอกซ์และแสงแบบเดิมอาจพลาด TDE ในกาแลคซีก่อตัวดาวฤกษ์ เนื่องจากกาแลคซีเหล่านี้สร้างฝุ่นตามธรรมชาติมากขึ้นซึ่งอาจบดบังแสงที่มาจากแกนกลางของดาราจักรได้ การค้นหาในแถบอินฟราเรดสามารถเปิดเผย TDE อีกมากมายที่ซ่อนอยู่ก่อนหน้านี้ในกาแลคซีก่อตัวดาวที่ยังคุกรุ่นอยู่ Christos Panagiotou, postdoc จากสถาบัน Kavli Institute for Astrophysics and Space Research ของ MIT กล่าวว่า "การค้นหา TDE ที่ใกล้เคียงนี้หมายความว่าในทางสถิติแล้ว จะต้องมีประชากรจำนวนมากของเหตุการณ์เหล่านี้ที่วิธีการแบบดั้งเดิมมองไม่เห็น" "ดังนั้น เราควรพยายามหาสิ่งเหล่านี้ด้วยอินฟราเรด หากเราต้องการภาพที่สมบูรณ์ของหลุมดำและดาราจักรของพวกมัน" กระดาษรายละเอียดการค้นพบของทีมปรากฏในAstrophysical Journal Letters ในวันนี้ ผู้เขียนร่วมของ MIT ของ Panagiotou ได้แก่ Kishalay De, Megan Masterson, Erin Kara, Michael Calzadilla, Anna-Christina Eilers, Danielle Frostig, Nathan Lourie และ Rob Simcoe พร้อมด้วย Viraj Karambelkar, Mansi Kasliwal, Robert Stein และ Jeffry Zolkower จาก Caltech และ Aaron Meisner ที่ห้องปฏิบัติการวิจัยดาราศาสตร์ออปติคัลอินฟราเรดแห่งชาติของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ แฟลชแห่งความเป็นไปได้ Panagiotou ไม่ได้ตั้งใจที่จะค้นหาเหตุการณ์การหยุดชะงักของกระแสน้ำ เขาและเพื่อนร่วมงานกำลังมองหาสัญญาณของแหล่งที่มาชั่วคราวทั่วไปในข้อมูลเชิงสังเกต โดยใช้เครื่องมือค้นหาที่พัฒนาโดย De. ทีมใช้วิธีการของ De เพื่อค้นหา เหตุการณ์ ชั่วคราวที่อาจเกิดขึ้นในข้อมูลที่เก็บถาวรซึ่งถ่ายโดยภารกิจ NEOWISE ของ NASA ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทำการสแกนท้องฟ้าทั้งหมดเป็นประจำตั้งแต่ปี 2010 ที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด ทีมค้นพบแสงวาบที่ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้าในช่วงใกล้สิ้นปี 2557 "เราเห็นว่าไม่มีอะไรเลยในตอนแรก" Panagiotou เล่า "ทันใดนั้น ในช่วงปลายปี 2014 แหล่งกำเนิดแสงก็สว่างขึ้น และในปี 2015 ก็มีความส่องสว่างสูง จากนั้นจึงเริ่มกลับไปสู่ความนิ่งก่อนหน้านี้" พวกเขาติดตามแฟลชไปยังกาแลคซีที่อยู่ห่างจากโลก 42 เมกะพาร์เซก คำถามก็คือ อะไรทำให้มันดับ? ในการตอบคำถามนี้ ทีมงานได้พิจารณาความสว่างและระยะเวลาของแสงแฟลช โดยเปรียบเทียบการสังเกตการณ์จริงกับแบบจำลองของกระบวนการทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ต่างๆ ที่สามารถสร้างแสงแฟลชที่คล้ายกันได้ "ตัวอย่างเช่น ซูเปอร์โนวาเป็นแหล่งที่ระเบิดและสว่างขึ้นอย่างกะทันหัน แล้วกลับลงมาในช่วงเวลาที่ใกล้เคียงกับเหตุการณ์น้ำขึ้นน้ำลง" Panagiotou กล่าว "แต่ซุปเปอร์โนวาไม่สว่างไสวและมีพลังเท่าที่เราสังเกตเห็น" จากการทำงานผ่านความเป็นไปได้ต่างๆ ของการระเบิด ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็สามารถแยกแยะได้ทั้งหมด เหลือไว้เพียงสิ่งเดียว: แฟลชน่าจะเป็น TDE มากที่สุด และเป็นการสังเกตที่ใกล้เคียงที่สุดจนถึงตอนนี้ Panagiotou กล่าวว่า "มันเป็นเส้นโค้งของแสงที่สะอาดตามาก และเป็นไปตามสิ่งที่เราคาดว่าวิวัฒนาการทางโลกของ TDE ควรจะเป็น" Panagiotou กล่าว สีแดงหรือสีเขียว จากที่นั่น นักวิจัยได้ตรวจสอบกาแลคซีที่ TDE เกิดขึ้นอย่างใกล้ชิด พวกเขารวบรวมข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและอวกาศหลายตัวซึ่งเกิดขึ้นเพื่อสังเกตส่วนของท้องฟ้าที่ดาราจักรอาศัยอยู่ในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ รวมถึงแถบอินฟราเรด แสง และรังสีเอกซ์ ด้วยข้อมูลที่สะสมนี้ ทีมงานประเมินว่าหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซีมีมวลประมาณ 30 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ Panagiotou กล่าวว่า "หลุมดำนี้ใหญ่กว่าหลุมดำเกือบ 10 เท่าในใจกลางกาแลคซีของเรา ดังนั้นมันจึงค่อนข้างใหญ่ แม้ว่าหลุมดำจะมีมวลมากถึง 10,000 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์" Panagiotou กล่าว ทีมงานยังพบว่าดาราจักรเองกำลังผลิตดาวดวงใหม่อย่างแข็งขัน กาแล็กซีก่อตัวดาวเป็นกลุ่มของกาแลคซี "สีน้ำเงิน" ตรงกันข้ามกับกาแลคซี "สีแดง" ที่เงียบกว่าซึ่งหยุดสร้างดาวดวงใหม่แล้ว กาแล็กซีสีน้ำเงินที่ก่อตัวเป็นดาวฤกษ์เป็นกาแล็กซีที่พบมากที่สุดในเอกภพ กาแล็กซี "สีเขียว" อยู่ระหว่างสีแดงและสีน้ำเงิน ซึ่งทุกๆ ครั้งที่พวกมันสร้างดาวฤกษ์สองสามดวง สีเขียวเป็นประเภทกาแล็กซีที่พบน้อยที่สุด แต่น่าแปลกที่ TDE ส่วนใหญ่ที่ตรวจพบจนถึงปัจจุบันถูกโยงไปถึงกาแล็กซีที่หายากกว่าเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์พยายามอธิบายการตรวจจับเหล่านี้อย่างยากลำบาก เนื่องจากทฤษฎีคาดการณ์ว่ากาแลคซีที่ก่อตัวเป็นดาวสีน้ำเงินควรมี TDEs เนื่องจากพวกมันจะมีดาวมากขึ้นเพื่อให้หลุมดำเข้ามารบกวน แต่กาแลคซีที่ก่อตัวเป็นดาวก็ผลิตฝุ่นจำนวนมากจากอันตรกิริยาระหว่างและระหว่างหมู่ดาวที่อยู่ใกล้แกนกลางของกาแลคซี ฝุ่นนี้ตรวจจับได้ที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด แต่สามารถบดบังรังสีเอกซ์หรือรังสียูวีใดๆ ที่กล้องโทรทรรศน์แบบออปติกจะตรวจจับได้ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ว่าทำไมนักดาราศาสตร์ไม่ตรวจพบ TDE ในกาแลคซีก่อตัวดาวโดยใช้วิธีการทางแสงแบบเดิม Suvi Gezari ผู้ช่วยนักดาราศาสตร์และเก้าอี้กล่าวว่า "ข้อเท็จจริงที่ว่าการสำรวจด้วยแสงและรังสีเอกซ์พลาด TDE ที่ส่องสว่างในสวนหลังบ้านของเรานั้นให้แสงสว่างอย่างมาก และแสดงให้เห็นว่าการสำรวจเหล่านี้ทำให้เรามีสำมะโนประชากรบางส่วนของ TDE เท่านั้น" ของเจ้าหน้าที่วิทยาศาสตร์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในแมรีแลนด์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ "การใช้การสำรวจด้วยอินฟราเรดเพื่อจับฝุ่นสะท้อนของ TDE ที่ถูกบดบัง...ได้แสดงให้เราเห็นว่ามีประชากรของ TDE ในกาแลคซีก่อตัวดาวที่เต็มไปด้วยฝุ่นที่เราหายไป"