นักดาราศาสตร์เผยภาพถ่าย “หลุมดำ” ครั้งแรกในประวัติศาสตร์ ห่างจากโลกประมาณ 55 ล้านปีแสง
เมื่อวันที่ 10 เมษายน พ.ศ. 2562 เวลา 20:00 น. ตามเวลาประเทศไทย มีการแถลงข่าวสำคัญพร้อมกันทั่วโลกภายใต้โครงการความร่วมมือระดับนานาชาติ เปิดเผยภาพ “หลุมดำมวลยวดยิ่ง” (Supermassive Black Hole) บริเวณใจกลางกาแล็กซี M87 (Messier 87) อยู่ห่างจากโลกประมาณ 55 ล้านปีแสง
และมีมวลประมาณ 6,500 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ผลงานจากกล้องโทรทรรศน์อีเวนต์ฮอไรซันเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุช่วงความถี่สูง นับเป็นความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ครั้งยิ่งใหญ่อีกครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ของมวลมนุษยชาติ
ดร. ศรัณย์ โปษยะจินดา ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ กล่าวว่า นักวิทยาศาสตร์ทราบกันดีว่า “หลุมดำ” มีอยู่จริง แต่ยังไม่สามารถบันทึกภาพได้โดยตรง ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์จำลองภาพหลุมดำจากทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ ภาพหลุมดำมวลยวดยิ่งบริเวณใจกลางกาแล็กซี M87 ที่เราได้เห็นวันนี้ นับเป็นภาพหลุมดำภาพแรกที่บันทึกได้โดยตรง
ภาพที่บันทึกได้ปรากฏเป็นเงาของหลุมดำที่ห่อหุ้มหลุมดำ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 40,000 ล้านกิโลเมตร เงาของหลุมดำนี้ใหญ่กว่าขนาดจริงของหลุมดำประมาณ 2.5 เท่า นับเป็นหลุมดำที่มีขนาดใหญ่และใกล้โลกที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยศึกษามา
กล้องโทรทรรศน์อีเวนต์ฮอไรซัน (Event Horizon Telescope: EHT) เป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุความถี่สูง ช่วง 230-450 GHz จากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุ 8 แห่งทั่วโลก ทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการรับสัญญานและกำลังแยกภาพ ใช้เทคนิคการแทรกสอดระยะไกล (Very Long Baseline Interferometer : VLBI)
เมื่อสังเกตการณ์ร่วมกันจะเสมือนว่ามีกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีขนาดหน้าจานเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของโลก
การใช้เทคนิคการแทรกสอดระยะไกล หรือวีแอลบีไอในครั้งนี้ สังเกตการณ์ ณ ช่วงความถี่ 230 GHz เทียบเท่าความยาวคลื่น 1.3 มิลลิเมตร ทำให้ได้ภาพที่มีความละเอียดเชิงมุมระดับ 20 ไมโครอาร์คเซค
ประสิทธิภาพของกล้องเปรียบเสมือนมีความละเอียดเพียงพอที่จะอ่านหนังสือพิมพ์ในนิวยอร์คได้จากร้านกาแฟในปารีส ที่ระยะห่างกว่า 6,000 กิโลเมตร กล้องโทรทรรศน์วิทยุความถี่สูงของหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุ 8 แห่ง ที่ร่วมเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์อีเวนต์ฮอไรซัน ได้แก่
1) หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแอริโซนา สหรัฐอเมริกา (Arizona Radio Observatory/Submillimeter-wave Astronomy – ARO/SMT)
2) กล้องโทรทรรศน์เอเพ็กซ์ ประเทศชิลี (Atacama Pathfinder EXperiment – APEX)
3) กล้องโทรทรรศน์วิทยุ IRAM ประเทศสเปน (IRAM 30-meter telescope)
4) กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เคลิร์ก แม็กซ์เวลล์ รัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา (James Clerk Maxwell Telescope – JCMT)
5) The Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT) ประเทศเม็กซิโก
6) The Submillimeter Array (SMA) รัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา
7) กล้องโทรทรรศน์วิทยุอัลมา ประเทศชิลี (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array – ALMA)
8) กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ณ ขั้วโลกใต้ ทวีปแอนตาร์กติกา (South Pole Telescope -SPT)
ข้อมูลมหาศาลทั้งหมดจากการสังเกตการณ์ครั้งนี้ ประมาณ 1 ล้าน กิกะไบต์ ถูกนำมาประมวลผลด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่สถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ เยอรมนี และสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา
ดร.ศรัณย์ กล่าวเพิ่มเติมว่า นอกจากความสำเร็จในการบันทึกภาพเงาของหลุมดำมวลยวดยิ่งได้เป็นครั้งแรกแล้ว การค้นพบครั้งนี้ยังสามารถใช้พิสูจน์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ทำให้เข้าใจกระบวนการถ่ายเทมวลสารและพลังงานมหาศาลรอบหลุมดำได้ดียิ่งขึ้น และกระบวนการปลดปล่อยรังสีในรูปแบบเจ็ทของหลุมดำ
การค้นพบองค์ความรู้ใหม่ทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ครั้งนี้ จะสำเร็จไม่ได้หากปราศจากความร่วมมือระดับนานาชาติจากหอดูดาว และนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก สดร.ได้ตระหนักถึงความสำคัญที่จะเข้าร่วมเป็นส่วนหนึ่งในความร่วมมือระดับนานาชาตินี้ โดยกำลังดำเนินการสร้างหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติขึ้น เพื่อเข้าร่วมสังเกตการณ์ในอนาคต
นอกจากนี้ประเทศไทยยังได้รับเชิญให้เข้าร่วมเป็นสมาชิกเครือข่ายหอดูดาวในเอเชียตะวันออก (The East Asian Observatory:EAO) หนึ่งในเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุความถี่สูงที่ร่วมศึกษาในครั้งนี้ นับเป็นประเทศที่ 5 ที่ร่วมเป็นสมาชิกเต็มรูปแบบของเครือข่ายดังกล่าวเพิ่มเติมจากประเทศ จีน ญี่ปุ่น เกาหลี และไต้หวัน แสดงถึงศักยภาพและการยอมรับของวงการดาราศาสตร์ไทยในเวทีโลก
ความร่วมมือในโครงการวิทยาศาสตร์ระดับโลกไม่ได้นำมาซึ่งความสามารถทางวิทยาศาสตร์ของนักดาราศาสตร์ไทยแต่เพียงอย่างเดียว แต่ยังเปิดโอกาสให้วิศวกรช่างเทคนิค โปรแกรมเมอร์มีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงและมีส่วนร่วมในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ของโลกต่อไปในอนาคต
