นักวิจัยไขปริศนาเจ็ตหลุมดำ Centaurus A ขอบสว่างกว่าใจกลาง ด้วยแบบจำลองพลาสมา

หลุมดำมวลยิ่งยวดในกาแล็กซี Centaurus A ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 12 ล้านปีแสง กำลังพ่นลำพลาสมาสองเส้นออกไปในอวกาศด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง จุดแปลกคือเจ็ตพวกนี้สว่างที่ขอบมากกว่าตรงกลาง ซึ่งนักดาราศาสตร์งงกับเรื่องนี้มานานหลายสิบปี

ปกติแล้วเจ็ตควรจะสว่างที่สุดตรงใจกลาง แต่ภาพจาก Event Horizon Telescope (EHT) กลับแสดงตรงกันข้าม ทีมจาก Chair of Astronomy มหาวิทยาลัย Würzburg เลยลงไปดูที่พฤติกรรมของพลาสมา หรือก๊าซแตกตัวเป็นไอออนที่ประกอบเป็นเจ็ตนี่แหละ

คำตอบอยู่ที่สนามแม่เหล็กแรงสูงในเจ็ต อิเล็กตรอนที่วิ่งเร็วจะเคลื่อนตามเส้นสนามแม่เหล็ก ทำให้ความสว่างของแสงที่ปล่อยออกมาขึ้นอยู่กับทิศทางของสนามแม่เหล็กนั้น เพราะโครงสร้างสนามแม่เหล็กในเจ็ตซับซ้อน ผลลัพธ์ที่ได้คือขอบสว่างแต่ใจกลางดูมืดกว่า ตรงกับภาพที่ EHT จับได้เลย

Felix Glaser นักศึกษาปริญญาโทที่เป็นผู้เขียนหลักของงานวิจัยนี้ บอกว่า Cen A เป็นหน้าต่างที่ใกล้ที่สุดในการศึกษาฟิสิกส์ของเจ็ตแบบ relativistic และกระบวนการที่เจอนี้อาจไม่ใช่เรื่องเฉพาะของ Cen A แต่น่าจะพบได้ทั่วไปในเจ็ตแบบนี้ทั้งจักรวาล

สิ่งที่น่าสนใจคือแบบจำลองนี้เชื่อมโยงปรากฏการณ์ระดับอนุภาคเล็กจิ๋วเข้ากับโครงสร้างที่กว้างระดับหลายวันแสง และผลลัพธ์ยังตรงกับภาพ EHT ที่ถ่ายด้วยความยาวคลื่น 1.3 มิลลิเมตรได้ดีมากด้วย ในอนาคตกล้องโทรทรรศน์คลื่นมิลลิเมตรรุ่นใหม่ เช่น Wetterstein Millimeter Telescope ที่วางแผนสร้างบนยอดเขา Zugspitze รวมถึงโครงการ next-generation Very Large Array และ Square Kilometre Array จะช่วยให้สังเกตเจ็ตพวกนี้ได้คมชัดขึ้นไปอีก