ค้นพบหลุมดำกาแล็กซี NGC 1275 พ่นเจ็ตวิทยุหลังรังสีเอ็กซ์สว่างวาบ

กลไกการพอกพูนมวลและการเกิดเจ็ตล่าช้า

ทีมวิจัยตรวจพบการสว่างวาบของรังสีเอ็กซ์ครั้งรุนแรงที่สุดจากกาแล็กซี NGC 1275 เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2023 โดยเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นนานน้อยกว่า 60 วัน และมีการระเบิดพลังงานย่อย 2 ครั้ง ครั้งละประมาณ 5 วัน ส่งผลให้ความสว่างในย่านรังสีเอ็กซ์ของนิวเคลียสกาแล็กซีกัมมันต์เพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า

ผลการวิเคราะห์ยืนยันว่าการสว่างวาบดังกล่าวไม่ได้เกิดจากเหตุการณ์แรงไทดัลฉีกดาวฤกษ์ (Tidal Disruption Event: TDE) หรือการที่ดาวฤกษ์ถูกแรงโน้มถ่วงของหลุมดำฉีกออกเป็นเส้น แต่เกิดจากการเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันของอัตราการพอกพูนมวลแก๊สลงสู่หลุมดำ

นอกจากนี้ ข้อมูลรังสีเอ็กซ์ยังช่วยให้นักวิจัยจำกัดขอบเขตมวลของหลุมดำยักษ์นี้ว่ามีมวลระหว่าง 100 ล้าน ถึง 1 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์

เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลรังสีเอ็กซ์กับข้อมูลคลื่นวิทยุ ทีมวิจัยพบหลักฐานชั่วคราวของการปล่อยเจ็ตคลื่นวิทยุตามหลังการสว่างวาบของรังสีเอ็กซ์ประมาณ 300 วัน ระยะเวลาที่ล่าช้านี้แสดงถึงเวลาที่พลาสมาใช้ในการเดินทางจากฐานของเจ็ตบริเวณรอบหลุมดำ ออกไปปะทะกับแก๊สและฝุ่นรอบข้างจนเกิดคลื่นกระแทก

ปรากฏการณ์ดังกล่าวถือเป็นตัวอย่างสำคัญในการศึกษาการเชื่อมโยงระหว่างจานพอกพูนมวลและเจ็ต ซึ่งช่วยให้อธิบายบทบาทของหลุมดำในการยับยั้งการกำเนิดดาวฤกษ์และการเติบโตของกาแล็กซีได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

ความท้าทายในการสังเกตการณ์

การสังเกตการณ์บริเวณใจกลางกาแล็กซี NGC 1275 มีความซับซ้อนสูง เนื่องจากรังสีส่วนเกินจากกระจุกกาแล็กซีเพอร์ซีอุสบดบังแสงจากนิวเคลียสกาแล็กซีกัมมันต์ คณะวิจัยจึงพัฒนามอดูเลชันทางคณิตศาสตร์เพื่อตัดแสงรบกวนจากกระจุกกาแล็กซีออกจากข้อมูลจดหมายเหตุของกล้องโทรทรรศน์อวกาศสวิฟต์ ตั้งแต่ปี 2007 ถึง 2025 ช่วยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์รังสีเอ็กซ์จากแก๊สที่ไหลลงสู่หลุมดำได้อย่างแม่นยำ

อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยระบุว่าเนื่องจากข้อมูลรังสีเอ็กซ์ยังมีลักษณะการสุ่มตัวอย่างที่เบาบาง จึงจำเป็นต้องได้รับข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างรังสีเอ็กซ์และคลื่นวิทยุให้ชัดเจนขึ้น

นอกจากนี้ การยืนยันสัญญาณการสะท้อนพลังงานจากเส้นการแผ่รังสีของเหล็กเป็นกลางยังต้องใช้วิธีการสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่องร่วมกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเอกซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน (XMM-Newton) ขององค์การอวกาศยุโรป และภารกิจสำรวจและถ่ายภาพรังสีเอ็กซ์เอกซ์ริสม์ (XRISM) ในอนาคต