Flares ຈາກ Supermassive Binary Black Hole OJ 287 ເຮັດໃຫ້ຂໍ້ຈໍາກັດກ່ຽວກັບ "No Hair Theorem"

ອົງການ NASA ຫໍສັງເກດການ infra-red Spitzer ບໍ່ດົນມານີ້ໄດ້ສັງເກດເຫັນ flare ຈາກ binary gigantic ຫຼຸມ​ດໍາ ລະ​ບົບ OJ 287​, ພາຍ​ໃນ​ໄລ​ຍະ​ເວ​ລາ​ທີ່​ຄາດ​ຄະ​ເນ​ໂດຍ​ຕົວ​ແບບ​ທີ່​ພັດ​ທະ​ນາ​ໂດຍ​ນັກ​ດາ​ລາ​ສາດ​. ການສັງເກດການນີ້ໄດ້ທົດສອບລັກສະນະທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງຄວາມກ່ຽວຂ້ອງທົ່ວໄປ, "ທິດສະດີບໍ່ມີຜົມ", ແລະໄດ້ພິສູດວ່າ OJ 287 ແມ່ນແຫຼ່ງຂອງ infra-red. ຄື້ນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ.

ໄດ້ ໂອເຈ 287 galaxy, ຢູ່ໃນກຸ່ມດາວມະເຮັງ 3.5 ຕື້ປີແສງຫ່າງຈາກໂລກ, ມີສອງ ຮູ ດຳ - ອັນໃຫຍ່ກວ່າທີ່ມີຫຼາຍກວ່າ 18 ຕື້ເທື່ອ ຕັ້ງມະຫາຊົນ ຂອງດວງອາທິດ ແລະວົງໂຄຈອນນີ້ແມ່ນນ້ອຍກວ່າ ຫຼຸມ​ດໍາ ມີປະມານ 150 ລ້ານເທົ່າຂອງແສງຕາເວັນ ຕັ້ງມະຫາຊົນ, ແລະພວກເຂົາປະກອບເປັນຄູ່ ຫຼຸມ​ດໍາ ລະບົບ. ໃນຂະນະທີ່ວົງໂຄຈອນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ, ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ ຫຼຸມ​ດໍາ ​ເກີດ​ອຸບັດ​ເຫດ​ຜ່ານ​ແຜ່ນ​ແກັສ ​ແລະ​ຂີ້ຝຸ່ນ​ທີ່​ມີ​ຂະໜາດ​ໃຫຍ່​ທີ່​ອ້ອມ​ຮອບ​ຄູ່​ທີ່​ໃຫຍ່​ກວ່າ​ຂອງ​ມັນ, ​ເຮັດ​ໃຫ້​ມີ​ແສງ​ສະຫວ່າງ​ທີ່​ສະຫວ່າງ​ກວ່າ​ລ້ານ​ລ້ານ​ໂດ​ລາ. ດາວ.

ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ ຫຼຸມ​ດໍາ collides ກັບ acretion disk ຂອງຂະຫນາດໃຫຍ່ຫນຶ່ງສອງຄັ້ງໃນທຸກໆສິບສອງປີ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກຮູບຂອບຂະຫນານທີ່ບໍ່ສະຫມໍ່າສະເຫມີ orbit (ເອີ້ນວ່າ quasi-Keplarian ໃນຄໍາສັບທາງຄະນິດສາດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້), flares ສາມາດປາກົດຢູ່ໃນເວລາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ - ບາງຄັ້ງຫ່າງກັນຫນ້ອຍຫນຶ່ງປີ; ເວລາອື່ນ, ເທົ່າກັບ 10 ປີຫ່າງກັນ (1). ຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະສ້າງແບບຈໍາລອງຫຼາຍຄັ້ງ orbit ແລະການຄາດເດົາວ່າໄຟຈະເກີດຂື້ນເມື່ອໃດກໍ່ບໍ່ປະສົບຜົນ ສຳ ເລັດຈົນກ່ວາໃນປີ 2010, ເມື່ອນັກດາລາສາດສ້າງແບບຈໍາລອງທີ່ສາມາດຄາດຄະເນການເກີດຂື້ນຂອງພວກເຂົາດ້ວຍຄວາມຜິດພາດປະມານຫນຶ່ງຫາສາມອາທິດ. ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງແບບຈໍາລອງໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍການຄາດຄະເນຮູບລັກສະນະຂອງ flare ໃນເດືອນທັນວາ 2015 ກັບພາຍໃນສາມອາທິດ.

ຂໍ້ມູນທີ່ສໍາຄັນອີກອັນຫນຶ່ງທີ່ໄດ້ເຂົ້າໄປໃນການສ້າງທິດສະດີຂອງຖານສອງຢ່າງສໍາເລັດຜົນ ຫຼຸມ​ດໍາ ລະບົບ OJ 287 ແມ່ນຄວາມຈິງທີ່ວ່າ supermassive ຮູ ດຳ ສາມາດເປັນແຫຼ່ງຂອງ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ – ທີ່​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ສ້າງ​ຕັ້ງ​ຂຶ້ນ​ຫຼັງ​ຈາກ​ການ​ສັງ​ເກດ​ການ​ທົດ​ລອງ​ຂອງ​ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ ໃນປີ 2016, ຜະລິດໃນລະຫວ່າງການລວມຕົວຂອງສອງ supermassive ຮູ ດຳ. OJ 287 ໄດ້ຖືກຄາດຄະເນວ່າເປັນແຫຼ່ງຂອງ infrared ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ (2).

ໃນປີ 2018, ກຸ່ມນັກຟິສິກດາລາສາດໄດ້ສະໜອງແບບຈໍາລອງທີ່ລະອຽດກວ່າ, ແລະອ້າງວ່າຈະສາມາດຄາດຄະເນເວລາຂອງໄຟໄໝ້ໃນອະນາຄົດພາຍໃນບໍ່ເທົ່າໃດຊົ່ວໂມງ (3). ອີງຕາມຮູບແບບນີ້, ໄຟຕໍ່ໄປຈະເກີດຂື້ນໃນວັນທີ 31 ກໍລະກົດ 2019 ແລະເວລາຖືກຄາດຄະເນດ້ວຍຄວາມຜິດພາດ 4.4 ຊົ່ວໂມງ. ມັນຍັງໄດ້ຄາດຄະເນຄວາມສະຫວ່າງຂອງ flare ທີ່ກະຕຸ້ນຜົນກະທົບທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງເຫດການນັ້ນ. ເຫດການດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກຈັບແລະຢືນຢັນໂດຍ ອົງການ NASA Spitzer Space Telescope (4), ເຊິ່ງໄດ້ອອກກິນເບັ້ຍບໍານານໃນເດືອນມັງກອນ 2020. ເພື່ອສັງເກດເຫດການທີ່ຄາດຄະເນໄວ້, Spitzer ເປັນຄວາມຫວັງອັນດຽວຂອງພວກເຮົາ ເນື່ອງຈາກ flare ນີ້ບໍ່ສາມາດເຫັນໄດ້ໂດຍ telescope ອື່ນໃດຢູ່ໃນພື້ນດິນຫຼືຢູ່ໃນໂລກ. orbitດັ່ງທີ່ດວງອາທິດຢູ່ໃນກຸ່ມດາວມະເຮັງທີ່ມີ OJ 287 ແລະໂລກຢູ່ໃນດ້ານກົງກັນຂ້າມຂອງມັນ. ການສັງເກດການນີ້ຍັງໄດ້ພິສູດວ່າ OJ 287 ປ່ອຍອອກມາ ຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງ ໃນຄວາມຍາວຄື້ນ infra-red, ຕາມການຄາດຄະເນ. ອີງ​ຕາມ​ທິດ​ສະ​ດີ​ທີ່​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ສະ​ເຫນີ​ນີ້​, flare ທີ່​ສົ່ງ​ຜົນ​ກະ​ທົບ​ຈາກ OJ 287 ຄາດ​ວ່າ​ຈະ​ເກີດ​ຂຶ້ນ​ໃນ​ປີ 2022​.

ການສັງເກດການຂອງ flares ເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ຂໍ້ຈໍາກັດກ່ຽວກັບ "ບໍ່ມີທິດສະດີຜົມ” (5,6) ເຊິ່ງລະບຸວ່າໃນຂະນະທີ່ ຮູ ດຳ ບໍ່ມີພື້ນຜິວທີ່ແທ້ຈິງ, ມີຂອບເຂດອ້ອມຮອບພວກມັນເກີນກວ່າທີ່ບໍ່ມີຫຍັງ - ບໍ່ແມ້ແຕ່ແສງສະຫວ່າງ - ສາມາດຫລົບຫນີໄດ້. ຂອບເຂດນີ້ເອີ້ນວ່າຂອບເຂດເຫດການ. ທິດສະດີບົດນີ້ຍັງອ້າງວ່າເລື່ອງທີ່ສ້າງເປັນຂຸມດໍາຫຼືກໍາລັງຕົກເຂົ້າໄປໃນມັນ "ຫາຍໄປ" ທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງ. ຫຼຸມ​ດໍາ ຂອບເຂດເຫດການແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງບໍ່ສາມາດເຂົ້າເຖິງຜູ້ສັງເກດການພາຍນອກຢ່າງຖາວອນ, ແນະນໍາວ່າ ຮູ ດຳ ມີ "ບໍ່ມີຜົມ". ຫນຶ່ງໃນຜົນສະທ້ອນທັນທີທັນໃດຂອງ theorem ແມ່ນວ່າ ຮູ ດຳ ສາ​ມາດ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ສະ​ບັບ​ສົມ​ບູນ​ຂອງ​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ ຕັ້ງມະຫາຊົນ, ຄ່າໄຟຟ້າແລະ spin intrinsic. ອີງຕາມນັກວິທະຍາສາດບາງຄົນ, ຂອບດ້ານນອກຂອງຂຸມດໍາ, ເຊັ່ນຂອບເຂດຂອງເຫດການ, ອາດຈະຂັດຫຼືສະຫມໍ່າສະເຫມີ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງກົງກັນຂ້າມກັບ "ທິດສະດີບໍ່ມີຜົມ". ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຖ້າຄົນເຮົາຕ້ອງພິສູດຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ "ທິດສະດີບໍ່ມີຜົມ", ຄໍາອະທິບາຍທີ່ເປັນໄປໄດ້ພຽງແຕ່ວ່າການກະຈາຍມະຫາຊົນທີ່ບໍ່ສະເຫມີກັນຂອງຂຸມດໍາຂະຫນາດໃຫຍ່ຈະບິດເບືອນ. ຊ່ອງ ອ້ອມຮອບມັນໃນລັກສະນະທີ່ມັນຈະນໍາໄປສູ່ການປ່ຽນແປງເສັ້ນທາງຂອງຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ ຫຼຸມ​ດໍາ, ແລະ​ເຮັດ​ໃຫ້​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ເວ​ລາ​ຂອງ​ການ​ ຂຸມ​ດໍາ​ collision ກັບ acccretion disk ໂດຍສະເພາະ orbit, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງທີ່ໃຊ້ເວລາຂອງຮູບລັກສະນະຂອງ flares ໄດ້ສັງເກດເຫັນ.

ດັ່ງທີ່ສາມາດຄາດຫວັງໄດ້, ຮູ ດຳ ຍາກທີ່ຈະສືບສວນ. ດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອພວກເຮົາກ້າວໄປຂ້າງຫນ້າ, ການສັງເກດການທົດລອງຫຼາຍອັນກ່ຽວກັບ ຫຼຸມ​ດໍາ ປະຕິສໍາພັນ, ກັບສິ່ງອ້ອມຂ້າງເຊັ່ນດຽວກັນກັບຂຸມດໍາອື່ນໆ, ຕ້ອງໄດ້ຮັບການສຶກສາກ່ອນທີ່ຈະສາມາດຢືນຢັນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ "ທິດສະດີບໍ່ມີຜົມ".

***

ເອກະສານ:

1. Valtonen V., Zola S., et al. ປີ 2016, “ການໝຸນຂຸມດຳຂັ້ນຕົ້ນໃນ OJ287 ຕາມການກຳນົດໂດຍ General Relativity centenary flare”, Astrophys. J. Lett. 819 (2016) no.2, L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
2. Abbott BP., et al. 2016. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), “ການສັງເກດການຄື້ນຄວາມໂນ້ມຖ່ວງຈາກການລວມຕົວຂອງຂຸມດຳຖານສອງ”, Phys. Rev. Lett. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
3. Dey L., Valtonen MJ., Gopakumar A. et al 2018. "ການພິສູດຢືນຢັນການປະກົດຕົວຂອງຖານສອງຂຸມດໍາຂະໜາດໃຫຍ່ Relativistic ໃນ OJ 287 ໂດຍໃຊ້ຄວາມສຳພັນທົ່ວໄປຂອງມັນ Centenary Flare: ປັບປຸງພາຣາມິເຕີຂອງວົງໂຄຈອນ", ດາລາສາດ. J. 866, 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
4. Laine S., Dey L., et al 2020. “ການສັງເກດການ Spitzer ຂອງ Eddington Flare ທີ່ຄາດໄວ້ຈາກ Blazar OJ 287”. Astrophysical Journal Letters, ສະບັບເລກທີ. 894, ສະບັບເລກທີ 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
5. Gürlebeck, N., 2015. “ທິດສະດີບໍ່ມີຜົມສຳລັບຮູດຳໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງດາລາສາດ”, ຈົດ ໝາຍ ທົບທວນທາງຮ່າງກາຍ 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
6. Hawking Stephen W., et al 2016. ຜົມອ່ອນໃສ່ຮູດຳ. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf

***