ทีมนักดาราศาสตร์ใช้เวลานานนับยี่สิบปีในการเชื่อมต่อกล้องโทรทรรศน์วิทยุจำนวนมาก จากที่ขั้วโลกใต้ ฮาวาย อเมริกา และยุโรป ให้ทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เหล่าวิศวกรต้องทำการติดตั้งฮาร์ดแวร์พิเศษที่ใช้เก็บข้อมูลมหาศาลจากการสังเกตการณ์ รวมทั้งนาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูง เพื่อให้ทราบว่าข้อมูลแต่ละส่วนเก็บที่เวลาใด
ล่าสุดผลลัพธ์ที่ได้คือ เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่ ที่มีชื่อว่า อีเวนต์ฮอไรซัน (Event Horizon Telescope) ซึ่งพร้อมจะใช้งานต้นเดือนเมษายนปีนี้
Photo: physicsworld.com
เทคนิคการเชื่อมต่อกล้องโทรทรรศน์วิทยุเหล่านี้เข้าด้วยกันเรียกว่า ‘Very Long Baseline Array Interferometry’ (VLBI) ซึ่งจะช่วยให้กล้องโทรทรรศน์ทั้งหลายทำงานประสานเหมือนเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ตัวเดียว แน่นอนว่ามันจะสามารถสังเกตการณ์ได้อย่างละเอียดจนกล้องโทรทรรศน์เดี่ยวๆ เทียบไม่ติด กล่าวคือ มันจะสามารถขยายภาพได้ในระดับ 50 ไมโครอาร์กเซก หรือ ราวๆ 1.4 ส่วนในร้อยล้านองศา
ความละเอียดดังกล่าวเปรียบได้กับการมองเห็นผลส้มบนดวงจันทร์!
ขนาดของโลก ดวงจันทร์ และระยะห่าง ตามสเกลจริง
Photo: wikipedia commons
นักดาราศาสตร์วางแผนจะใช้กล้องโทรทรรศน์อีเวนต์ฮอไรซันสังเกตการณ์หลุมดำมวลยิ่งยวดที่มีมวล 4 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ โดยหลุมดำดวงนี้อยู่ที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา
ที่ผ่านมานักดาราศาสตร์ไม่เคย ‘เห็น’ หลุมดำมวลยิ่งยวดนี้โดยตรง แต่เห็นมันในรูปวัตถุที่เรียกว่า ซาจิตทาเรียสเอสตาร์ (Sagittarius A*) ที่มีดาวฤกษ์โคจรอยู่รอบๆ การสังเกตดาวฤกษ์ที่โคจรไปรอบๆ ทำให้นักดาราศาสตร์หามวลของหลุมดำมวลยิ่งยวดได้
ปลายลูกศรที่ชี้ไปทางส่วนที่สว่างในภาพคือ ซาจิตทาเรียสเอสตาร์
Photo: wikipedia commons
ปัญหาคือ หลุมดำมวลยิ่งยวดนี้อยู่ห่างจากโลกเรามากถึง 26,000 ปีแสง ทำให้นักดาราศาสตร์สังเกตมันเป็นเพียงจุดเล็กจิ๋วบนท้องฟ้า พวกเขาจึงต้องลงทุนเชื่อมต่อเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ให้สามารถเก็บรายละเอียดของมันได้มากขึ้น
ทำไมนักดาราศาสตร์ต้องการศึกษาหลุมดำมวลยิ่งยวดถึงขนาดนี้?
มีหลายเหตุผล หนึ่งในนั้นคือ นักดาราศาสตร์ต้องการศึกษาขอบหลุมดำให้มากขึ้น ขอบหลุมดำเป็นบริเวณเรียกว่า อีเวนต์ฮอไรซัน ซึ่งเป็นชื่อเดียวกับโครงการนี้
ทีมนักดาราศาสตร์ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ทำนายว่าแสงสว่างที่อยู่รอบๆ หลุมดำจะมีลักษณะเป็นริ้วๆ ดังภาพ
Photo: jila.colorado.edu
แสงเหล่านี้มาจากแรงโน้มถ่วงมหาศาลของหลุมดำที่ฉีกแก๊สที่อยู่รอบๆ ให้กระจุยจนเกิดการเปล่งพลังงานออกมาในรูปแสงสว่าง
พวกเขาคาดหวังว่ากล้องโทรทรรศน์จะสามารถสังเกตเห็นรูปแบบดังกล่าว ซึ่งถ้าไม่ตรงกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปก็นับเป็นการค้นพบครั้งใหญ่
ส่วนผลลัพธ์จะเป็นอย่างไรนั้น คงอีกไม่นานเกินรอ
อ้างอิง:
- http://www.bbc.com/news/science-environment-38937141
- http://www.seeker.com/event-horizon-telescope-will-probe-spacetimes-mysteries-1769997724.html
