หลุมดำใจกลางกาแล็กซีของเรากำลังหมุนอย่างรวดเร็วและดึงดูดพื้นที่-เวลา กลับไปด้วย

CNN – การศึกษาใหม่พบว่าหลุมดำขนาดมหึมาที่ใจกลางกาแล็กซีของเรา Sagittarius A* กำลังหมุนอย่างรวดเร็วและเปลี่ยนแปลงพื้นที่-เวลารอบตัวมัน

พื้นที่-เวลาเป็นความต่อเนื่องสี่มิติที่อธิบายถึงวิธีที่เราเห็นพื้นที่ ผสมผสานเวลาแบบมิติเดียวและพื้นที่แบบสามมิติเข้าด้วยกันเพื่อแสดงอวกาศที่โค้งงอตามวัตถุบนฟ้ามวลมาก

ทีมฟิสิกส์ได้สังเกตหลุมดำซึ่งอยู่ห่างจากโลก 26,000 ปีแสง ด้วยหอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันดราของนาซา ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับการปล่อยรังสีเอกซ์จากบริเวณร้อนในเอกภพ พวกเขาคำนวณความเร็วในการหมุนของ Sagittarius A* โดยใช้สิ่งที่เรียกว่าวิธีการไหลออก ซึ่งดูคลื่นวิทยุและการปล่อยรังสีเอกซ์ที่สามารถพบได้ในวัสดุและก๊าซรอบหลุมดำ หรือที่เรียกว่าแผ่นยุบตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันที่ 21 ตุลาคมใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

นักวิจัยยืนยันว่าหลุมดำกำลังหมุน ซึ่งทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าผลกระทบของ Lense-Thirring เรียกอีกอย่างว่าการลากเฟรม ผลกระทบของ Lense-Thirring คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อหลุมดำลากพื้นที่-เวลาตามการหมุนของมัน Ruth Daly ผู้เขียนบทนำการศึกษา ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Penn State ผู้ซึ่งออกแบบวิธีการไหลออกเมื่อกว่าทศวรรษที่แล้ว กล่าว

ตั้งแต่การประดิษฐ์วิธีการไหลออก Daly ได้ทำงานเพื่อระบุการหมุนของหลุมดำต่างๆ และเขียนบทความในปี 2019 ที่สำรวจหลุมดำขนาดใหญ่กว่า 750 หลุม

“ด้วยการหมุนนี้ Sagittarius A* จะเปลี่ยนรูปร่างของพื้นที่-เวลาในบริเวณใกล้เคียงอย่างมาก” Daly กล่าว “เราคุ้นเคยกับการคิดและอาศัยอยู่ในโลกที่มิติอวกาศทั้งหมดเท่าเทียมกัน – ระยะห่างจากเพดานและระยะห่างจากผนังและระยะห่างจากพื้น – ทั้งหมดนั้นเป็นเส้นตรง ไม่ใช่เหมือนหนึ่งในนั้นถูกบีบจนแบนราบเมื่อเทียบกับคนอื่นๆ

“แต่ถ้าคุณมีหลุมดำที่หมุนเร็ว พื้นที่-เวลารอบๆ มันจะไม่สมมาตร – หลุมดำที่หมุนอยู่จะลากพื้นที่-เวลารอบตัวทั้งหมดไปด้วย … มันบีบพื้นที่-เวลาลง และมันก็ดูเหมือนลูกฟุตบอล” เธอกล่าว

การเปลี่ยนแปลงของพื้นที่-เวลาไม่ใช่สิ่งที่ต้องกังวล แต่การส่องสว่างปรากฏการณ์นี้อาจเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับนักดาราศาสตร์ Daly กล่าว

“มันเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมในการทำความเข้าใจบทบาทที่หลุมดำมีในการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซี” เธอกล่าว “ข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันเป็นหน่วยงานที่มีพลวัตน์ที่สามารถหมุนได้ … แล้วจากนั้นมันก็สามารถส่งผลกระทบต่อกาแล็กซีที่สิ่งนี้อยู่ – มันน่าตื่นเต้นและน่าสนใจมาก”

การหมุนของหลุมดำขนาดใหญ่ การหมุนของหลุมดำได้รับค่าจาก 0 ถึง 1 โดยที่ 0 หมายความว่าหลุมดำไม่ได้หมุน และ 1 เป็นค่าการหมุนสูงสุด ก่อนหน้านี้ไม่มีฉันทาฉันท์ในค่าการหมุนของ Sagittarius A* Daly กล่าว

ด้วยวิธีการไหลออก ซึ่งเป็นวิธีเดียวที่ใช้ข้อมูลทั้งจากการไหลออกและจากวัสดุภายในบริเวณใกล้เคียงกับหลุมดำ Daly กล่าวว่า Sagittarius A* พบว่ามีค่าโมเมนตัมเชิงมุมของการหมุนระหว่าง 0.84 ถึง 0.96 ในขณะที่ M87* — หลุมดำในกระจุกกาแล็กซี Virgo ที่อยู่ห่างจากโลก 55 ล้าน