ถ้วยดูดจะทำงานในอวกาศหรือไม่?

ไม่มันจะไม่ เราเคยเห็นภาพของนักบินอวกาศที่เดินอยู่ในอวกาศแล้ว และพวกมันก็ถูกป้องกันไม่ให้ล่องลอยจากยานอวกาศไปสู่ความตายด้วยเชือกบางอย่าง แต่ถ้าคุณต้องการหลีกเลี่ยงการพันกันในสายโยง ทำไมไม่เพียงแค่ใช้ถ้วยดูด?

ปัญหาคือขาดอากาศในอวกาศ เช่นเดียวกับที่ไม่มีอากาศหมายความว่าในอวกาศจะไม่มีใครได้ยินเสียงคุณกรีดร้อง ไม่มีอากาศก็หมายความว่าถ้วยดูดจะไม่เกาะติด บนโลก เมื่อคุณติดถ้วยดูดกับบางสิ่ง อากาศจะถูกบีบออกจากถ้วย ทำให้เกิดบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำภายใน ความกดอากาศของบรรยากาศภายนอกถ้วยกดลงบนความกดอากาศต่ำภายในเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดการดูด (จึงเป็นความคิดที่ดีที่จะทำให้ขอบถ้วยเปียกก่อนที่จะกดลงไปบนอะไรซักอย่าง น้ำจะสร้างซีลที่แน่นหนาไม่ให้อากาศซึมเข้าไปในถ้วย) ในอวกาศจะมีแรงดันอากาศเป็นศูนย์ทั้งคู่ ด้านในและด้านนอกถ้วยจึงไม่เกาะติด

อันธพาลขนาดมหึมาที่สัญจรกาแลคซีของเราอาจเป็นหลุมดำ

วัตถุท้องฟ้าที่โดดเดี่ยวและใหญ่กำลังเคลื่อนที่กาแลคซีของเราอยู่ห่างจากโลกไม่กี่พันปีแสง มันไม่ใหญ่เกินไป แต่มวลของมันมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรา นักดาราศาสตร์สงสัยว่าอาจเป็นหลุมดำโดดเดี่ยวแห่งแรกในทางช้างเผือกที่มีมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ของเรา หรืออาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นดาวนิวตรอนที่หนักที่สุดดวงหนึ่งที่รู้จัก

คนจรจัดคนนี้เปิดเผยตัวเองครั้งแรกในปี 2554 ไม่เห็น นักดาราศาสตร์พบว่าเมื่อแรงโน้มถ่วงของมันขยายแสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปชั่วครู่ ย้อนกลับไปตอนนั้นไม่มีใครแน่ใจว่ามันคืออะไร ตอนนี้ นักดาราศาสตร์สองทีมได้วิเคราะห์ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล พวกเขายังไม่แน่ใจว่าวัตถุที่มีน้ำหนักมากคืออะไร แต่พวกเขาได้จำกัดรายชื่อผู้สมัครให้แคบลง

กลุ่มหนึ่งสงสัยว่าอันธพาลลึกลับนี้เป็นหลุมดำที่มีมวลประมาณเจ็ดเท่าของดวงอาทิตย์ ผู้เขียน 94 คนกล่าวว่า: “เรารายงานการตรวจพบและการวัดมวลของหลุมดำมวลดาวฤกษ์ที่แยกได้อย่างชัดเจนครั้งแรก” พวกเขาอธิบายเรื่องนี้ในบทความที่จะออกในไม่ช้านี้ใน Astrophysical Journal

ทีมนักวิทยาศาสตร์อีก 45 คนกล่าวว่าไม่เร็วนัก พวกเขาคิดว่ามันเบากว่าเล็กน้อย — เพียงสองถึงสี่เท่าของน้ำหนักของดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดของเรา หากเป็นจริง นั่นจะทำให้หลุมดำมวลเบาผิดปกติ หรือดาวนิวตรอนที่แข็งแกร่งอย่างน่าประหลาด กลุ่มนี้จะแบ่งปันสิ่งที่ค้นพบในวารสาร Astrophysical Journal Letters ฉบับต่อไป

ทั้งดาวนิวตรอนและหลุมดำมวลดาวสามารถก่อตัวขึ้นได้เมื่อดาวมวลสูง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีดวงอาทิตย์อย่างน้อยหลายเท่า ยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของพวกมันเอง สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อชีวิตของดวงดาวเหล่านั้นสิ้นสุดลง นักดาราศาสตร์เชื่อว่ามีดาวนิวตรอนประมาณหนึ่งพันล้านดวงและหลุมดำมวลดาวประมาณ 100 ล้านดวงที่แฝงตัวอยู่ในกาแลคซีของเรา

วัตถุประเภทนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ง่าย ดาวนิวตรอนมีขนาดเล็ก – มีขนาดประมาณเมืองเท่านั้น พวกเขายังผลิตแสงน้อย หลุมดำไม่ว่าจะมีขนาดเท่าใดก็ตาม ก็ไม่ปล่อยแสงออกมาเลย ในการตรวจจับวัตถุเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์มักจะสังเกตว่าวัตถุเหล่านี้ส่งผลต่อสิ่งรอบตัวอย่างไร

“วิธีเดียวที่เราจะพบพวกมันคือถ้าพวกมันมีอิทธิพลต่ออย่างอื่น” Kailash Sahu อธิบาย เขาเป็นนักดาราศาสตร์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์

ความลึกลับอันยิ่งใหญ่

จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบหลุมดำมวลดาวเกือบสองโหล (สิ่งเหล่านี้อ่อนแอเมื่อเทียบกับลูกพี่ลูกน้องที่มีมวลมหาศาลซึ่งนั่งอยู่ใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่ รวมทั้งของเราด้วย) นักวิจัยพบหลุมดำที่ค่อนข้างเล็กเหล่านี้โดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงในเพื่อนบ้านบางส่วน บางครั้ง หลุมดำและดาวฤกษ์ธรรมดาจะติดอยู่ในเกลียวก้นหอย คิดว่าเป็นการเต้นรำ

แต่มันเป็นการเต้นรำที่อันตราย เมื่อหลุมดำฉีกสสารออกจากดาวข้างเคียงนั้น เมื่อสสารของดาวตกลงสู่หลุมดำ มันจะปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา กล้องโทรทรรศน์ที่โคจรรอบโลกสามารถตรวจจับรังสีนั้นได้ แต่นักวิทยาศาสตร์จะพบว่ามันยากที่จะรู้ว่าหลุมดำใหญ่แค่ไหนก่อนที่มันจะเริ่มกินดาว และเนื่องจากน้ำหนักแรกเกิดเป็นลักษณะสำคัญของหลุมดำ การดูหลุมดำที่กินดาวอาจทำให้ภาพสับสนได้ นั่นเป็นเหตุผลที่ Sahu กล่าวว่า “ถ้าเราต้องการเข้าใจคุณสมบัติของหลุมดำ ทางที่ดีควรหาหลุมดำที่แยกออกมา” – เช่นเดียวกับผู้ไม่ฝักใฝ่ฝ่ายใดคนใหม่

เป็นเวลากว่าทศวรรษแล้วที่นักวิจัยได้สแกนท้องฟ้าเพื่อหาหลุมดำที่แยกตัวออกมา นักวิทยาศาสตร์ได้มองหาแสงดาวที่บิดเบี้ยวโดยหวังว่าจะสามารถตรวจจับพวกอันธพาลเหล่านี้ได้

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ระบุว่าแรงโน้มถ่วงที่เกี่ยวข้องกับวัตถุขนาดใหญ่ใดๆ แม้แต่วัตถุที่มองไม่เห็น จะทำให้พื้นที่ในบริเวณใกล้เคียงโค้งงอ การโค้งงอนั้นขยายและบิดเบือนแสงของดาวพื้นหลัง นักดาราศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่าเลนส์โน้มถ่วง นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณมวลของวัตถุเคลื่อนที่ที่ทำหน้าที่เหมือนเลนส์ได้โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงความสว่างและตำแหน่งปรากฏของดาว เทคนิคดังกล่าวได้ก่อให้เกิดดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงแล้ว

ในปี 2011 นักวิจัยประกาศว่าพวกเขาได้พบดาวดวงหนึ่งที่สว่างขึ้นกว่า 200 เท่าในทันใด การสังเกตการณ์เหล่านี้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ในชิลีและนิวซีแลนด์ไม่สามารถระบุได้ว่าตำแหน่งที่ชัดเจนของดาวฤกษ์นั้นเปลี่ยนไปด้วยหรือไม่ และข้อมูลนั้นจะเป็นกุญแจสำคัญในการตรึงมวลของวัตถุที่ทำตัวเหมือนเลนส์ ถ้ามันเป็นรุ่นเฮฟวี่เวท แรงโน้มถ่วงของมันจะบิดเบือนอวกาศมากจนดูเหมือนว่าดาวจะเคลื่อนที่ อย่างไรก็ตาม แม้ตำแหน่งของดาวจะเปลี่ยนไป “ใหญ่” ก็อาจจะเล็กมากและตรวจจับได้ยาก และเป็นการยากที่จะดูรายละเอียดในภาพที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์บนพื้นผิวโลก (บรรยากาศที่ปั่นป่วนของดาวเคราะห์ของเราทำให้พวกมันเบลอ)

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมนักดาราศาสตร์อิสระสองทีมจึงหันไปหาฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์นี้สามารถจับภาพที่มีรายละเอียดสูงซึ่งโคจรอยู่เหนือบรรยากาศที่น่ารำคาญ

ทั้งสองกลุ่มพบว่าตำแหน่งของดาวฤกษ์เปลี่ยนไปในช่วงหลายปีที่ผ่านมา

ทีมงานที่นำโดยซาฮูตอนนี้คิดว่าการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์นั้นเกิดจากวัตถุที่หนักพอๆ กับดวงอาทิตย์ประมาณเจ็ดเท่า ดาวฤกษ์มวลสูงน่าจะสว่างจ้าในภาพของฮับเบิล แต่นักวิจัยไม่เห็นอะไรเลย เพื่อให้หนักและมืดมาก วัตถุลึกลับต้องเป็นหลุมดำ ตอนนี้ทีมสรุปแล้ว

นักดาราศาสตร์ Casey Lam นำกลุ่มนักวิจัยที่มีข้อสรุปที่แตกต่างออกไป แลมทำงานที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ เธอและเพื่อนร่วมงานคำนวณว่ามวลของวัตถุเลนส์มีขนาดเล็กกว่า มันน่าจะเกือบสองถึงสี่เท่าของดวงอาทิตย์ของเรา พวกเขากล่าวว่าในกรณีนั้นอาจเป็นหลุมดำหรือดาวนิวตรอน

เจสสิก้า ลู นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ บอกว่า ไม่ว่าในกรณีใด มันเป็นวัตถุที่น่าสนใจ เธอเป็นสมาชิกของทีมของลำ วัตถุลึกลับดังกล่าว ลู่กล่าวว่าเป็นหนึ่งในดาวนิวตรอนที่มีมวลมากที่สุดที่เคยค้นพบ หรือเป็นหนึ่งในหลุมดำมวลน้อยที่สุด “มันอยู่ในพื้นที่แปลก ๆ ที่เราเรียกว่า ‘ช่องว่างขนาดใหญ่’”

วิล เอ็ม. ฟาร์กล่าวว่าผลลัพธ์ใหม่นั้นน่าตื่นเต้นไม่ว่าจะมองอย่างไร เขาเป็นนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ Stony Brook University ในนิวยอร์กซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิเคราะห์ใหม่ เขากล่าวว่าการทำงาน “ในระดับแนวหน้าที่แท้จริงของสิ่งที่วัดได้นั้นน่าตื่นเต้นมาก”

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ swordsofdalriada.com