นักวิจัยพบจานสะสมมวล 2 ชั้นรอบหลุมดำมวลยิ่งยวด ไขปริศนาต้นกำเนิดเจ็ตพลังสูง

นักดาราศาสตร์ยังงงกันมานานว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดที่กำลังกินวัตถุอย่างบ้าคลั่งยิงเจ็ตพลาสมาความเร็วใกล้แสงออกมาได้ยังไง เพราะตามทฤษฎี Blandford-Znajek ที่ใช้อธิบายการยิงเจ็ตมาตลอด ต้องอาศัยสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่จากจานสะสมมวลร้อนและหนา แต่หลุมดำที่กินเร็วๆแบบนี้มักมีจานสะสมมวลเย็นและบาง ซึ่งไม่น่าจะสร้างสนามแม่เหล็กขนาดนั้นได้

ทีมวิจัยนำโดย Hirofumi Noda จาก Tohoku University และ Kazuhiro Hada จาก Nagoya City University เลยไปศึกษากาแล็กซี 3C 120 ที่อยู่ห่างจากโลกราว 420 ล้านปีแสง เพราะหลุมดำที่นี่มีมวลประมาณ 6.3 คูณ 10 ยกกำลัง 7 เท่าของดวงอาทิตย์ กินวัตถุเร็วมาก และยิงเจ็ตแรงด้วยในเวลาเดียวกัน เหมาะกับการหาคำตอบนี้

พวกเขาใช้กล้องเอ็กซเรย์ XRISM ร่วมกับเครือข่ายวิทยุ VLBI หลายตัว ได้แก่ GMVA, VLBA และ EAVN ส่องดูทั้งพลาสมารอบหลุมดำและเจ็ตที่พุ่งออกมาพร้อมกัน ผลที่ได้คือพบว่าจานสะสมมวลของ 3C 120 ไม่ได้เป็นแผ่นเดียวเรียบๆ แต่ถูกตัดขาดที่ระยะราว 20 เท่าของรัศมีแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ

ชั้นนอกเป็นจานเย็นและบางตามที่เคยเข้าใจกัน แต่ชั้นในสุดกลับถูกแทนที่ด้วยพลาสมาร้อนและหนา ซึ่งน่าจะเป็นตัวที่สร้างสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ตามกลไก Blandford-Znajek ได้จริง นี่จึงเป็นหลักฐานว่าต่อให้จานสะสมมวลด้านนอกเป็นแบบบาง หลุมดำก็ยังยิงเจ็ตได้ผ่านโครงสร้างชั้นในที่เปลี่ยนรูปไป

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Letters และทีมวางแผนจะนำวิธีสังเกตแบบเดียวกันไปใช้กับหลุมดำตัวอย่างอื่นๆอีกมากขึ้น เพื่อทำความเข้าใจว่าสารที่ไหลเข้า สนามแม่เหล็ก และการหมุนของหลุมดำทำงานร่วมกันอย่างไรในสภาพแวดล้อมสุดขั้วแบบนี้ ซึ่ง Noda บอกว่าอาจช่วยให้เข้าใจด้วยว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดมีผลต่อการวิวัฒนาการของกาแล็กซีและโครงสร้างใหญ่ของเอกภพอย่างไร