ไขปริศนาแห่งจักรวาล: ภาพคมชัดของเจ็ตหลุมดำที่โลกได้ร่วมมือกันจับภาพ

1. ภาพประวัติศาสตร์ที่เครือข่ายคลื่นวิทยุทั่วโลกนำมา

วันที่ 13 มิถุนายน 2025 ภาพที่เผยแพร่พร้อมกับข่าวประชาสัมพันธ์จาก Chalmers University of Technology ได้ทำให้บรรดานักดาราศาสตร์ทั่วโลกตื่นเต้น ภาพ false-color ทางด้านขวาที่มีเส้นคอนทัวร์ซ้อนกันหลายชั้นแสดงถึงพลาสมาเจ็ตพลังงานสูงที่พุ่งออกมาจากศูนย์กลางของกาแล็กซี J0123+3044 ภาพทางซ้ายเป็นการสังเกตการณ์เดิมของ EVN เพียงอย่างเดียว ส่วนภาพทางขวาเพิ่ม MeerKAT เข้ามา ในภาพทางขวา โครงสร้างใกล้แกนกลางสามารถแยกออกได้ และมุมเปิดของเจ็ตและความชันของความเข้มชัดเจนขึ้นphys.orgchalmers.se

2. ทำไม MeerKAT ถึงเป็นกุญแจสำคัญ

MeerKAT เป็นอาเรย์ความถี่กลางที่มีเสาอากาศขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 13.5 เมตร จำนวน 64 ต้น กระจายอยู่ในทะเลทรายคารูของแอฟริกาใต้ ความสามารถในการรวมแสงในฐานะอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เทียบเท่ากับกระจกขนาด 100 เมตรเดียว และมีความไวสูงที่สุดในซีกโลกใต้ EVN เชื่อมต่อสถานีมากกว่า 20 แห่งในยุโรป เอเชีย และแอฟริกาด้วยไฟเบอร์ออปติก มีเส้นฐานสูงสุด 9,000 กิโลเมตร ในครั้งนี้ MeerKAT ได้เข้าร่วม EVN ใน "โหมดการสังเกตการณ์จริง" เป็นครั้งแรก ทำให้เส้นฐานในทิศเหนือ-ใต้ขยายออก และเติมเต็มระนาบ u-v อย่างมาก ผลลัพธ์คือความไวเพิ่มขึ้นประมาณ 3 เท่า และขนาดลำแสงดีขึ้นกว่า 30%sarao.ac.zajive.eu

3. กลไกของ VLBI──เทคโนโลยีที่ใช้ "โลกเป็นเลนส์"

VLBI (อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เส้นฐานยาวมาก) เป็นเทคโนโลยีที่แต่ละสถานีบันทึกคลื่นวิทยุเดียวกันพร้อมกับการประทับเวลาโดยนาฬิกาอะตอม และนำมาซ้อนกันในเครื่องคำนวณความสัมพันธ์ ในช่วงคลื่น 1 ซม. เส้นฐาน 10,000 กม. จะมีความละเอียดเชิงมุมทางทฤษฎีที่ 0.2 มิลลิวินาที ซึ่งเทียบเท่ากับการมองเห็นเหรียญ 1 เยนที่วางจากโตเกียวถึงลอนดอน องค์ประกอบ 64 ของ MeerKAT ทำหน้าที่เป็นสถานีขนาดใหญ่เพียงหนึ่งเดียว ทำให้ปริมาณการส่งข้อมูลมหาศาล แต่ด้วยเครือข่ายไฟเบอร์ออปติกของแอฟริกาใต้และเครื่องคำนวณความสัมพันธ์ DiFX ของ JIVE (เนเธอร์แลนด์) ทำให้สามารถประมวลผลแบบเรียลไทม์ได้jive.eu

4. ผลกระทบทางวิทยาศาสตร์──แสงสว่างในปริศนาเจ็ตของหลุมดำ

J0123+3044 เป็นกาแล็กซีที่แสงใช้เวลาประมาณ 9 พันล้านปีในการมาถึงโลก จากภาพนี้สามารถวิเคราะห์แนวหน้าของช็อกและโครงสร้างแม่เหล็กภายในเจ็ตได้ และได้รับเบาะแสในการแยกแยะโมเดลการสร้างเจ็ต (เชื่อมต่อกับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำหรือมาจากดิสก์การตก) นอกจากนี้ การปรับปรุงความละเอียดทำให้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของความกว้างเจ็ตตามเวลาได้ และคาดว่าจะสามารถหาปริมาณความไม่เสถียรของพลาสมาและกระบวนการกระจายพลังงานได้ นี่เป็นความสัมพันธ์เสริมกับการศึกษาวงแหวนของ M87 ที่จับภาพโดย Event Horizon Telescopearxiv.org

5. ก้าวสู่ SKA

MeerKAT เป็นผู้บุกเบิกอย่างเป็นทางการของ SKA-Mid ในอนาคตจะมีการทำงานร่วมกันของสถานีหลายพันแห่งรวมถึง SKA-Low ในออสเตรเลีย ซึ่งคาดว่าความไวจะเพิ่มขึ้น 1 ลำดับ และความละเอียดจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า ความสำเร็จในครั้งนี้เป็นการซ้อมใหญ่สำหรับการทำให้ "SKA-VLBI" เป็นจริง และได้แก้ไขปัญหาการส่งข้อมูล มาตรฐาน และการแลกเปลี่ยนบุคลากรทีละขั้นตอน สวีเดนได้ประกาศเข้าร่วม SKA และในญี่ปุ่น VERA และ J-VN กำลังสำรวจการเชื่อมโยง VLBI ระหว่างประเทศ คาดว่าการเข้าร่วมของภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกจะเร่งขึ้นchalmers.se

6. ความร่วมมือข้ามพรมแดน

การสังเกตการณ์ครั้งนี้มีการเข้าร่วมจาก 14 ประเทศ รวมถึงจีน เกาหลี อิตาลี และสเปน โดยมีบุคลากรที่ทำงานในสถานที่เพียงเล็กน้อย และการดำเนินงานระยะไกลแบบสามกะตามเขตเวลาต่างๆ เป็นหลัก โครงสร้างพื้นฐานคลาวด์ที่ถูกจัดเตรียมหลังจากการระบาดของโควิด-19 และเครือข่ายการวิจัยยุโรป GÉANT ได้สนับสนุนการสตรีมความเร็วสูง นี่เป็นกรณีตัวอย่างของ "การวิจัยแบบกระจาย" ที่ช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานและเปิดโอกาสให้เยาวชนทั่วโลกเข้าร่วมการวิเคราะห์ข้อมูลได้engineeringnews.co.za

7. การตอบรับบน SNS - "ขนลุกกับความละเอียด" "ข้อมูลจะเปิดเผยเมื่อไหร่?"

หลังจากการประกาศ โพสต์ของ Phys.org บน LinkedIn ถูกแชร์อย่างแพร่หลายและมีการแสดงผลมากกว่า 4,000 ครั้งภายในเวลาเพียง 10 ชั่วโมง SKA Observatory อย่างเป็นทางการได้แสดงความคิดเห็นว่า "เห็นอนาคตของ VLBI" และมีอีโมจิแสดงความยินดีจากนักวิจัยและแฟนๆ ด้านอวกาศlinkedin.comlinkedin.com

ในกลุ่มผู้ใช้ภาษาญี่ปุ่น แฮชแท็ก #MeerKAT #VLBI ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วในกลุ่มวิทยาศาสตร์ของ Twitter(X) มีการโพสต์ว่า "หลังจาก EHT ก็คงจะเป็นนี่" "ข้อมูลเปิดเผย→อยากเล่นกับวิทยาศาสตร์พลเมือง" และมีการแชร์ GIF การแสดงภาพและการแปลภาษาญี่ปุ่นที่ทำขึ้นเองจริงๆ JIVE ได้ประกาศว่าจะเปิดเผยข้อมูลดิบบางส่วนเพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษา

8. ผลกระทบต่อญี่ปุ่น

ในประเทศญี่ปุ่น นอกจากสถานี VERA 4 แห่งแล้ว ในฤดูใบไม้ผลินี้ยังมีการทดสอบเข้าร่วมของสถานี 65 เมตรที่เกาะอิชิกากิ การสังเกตการณ์ที่มีความละเอียดสูงเชื่อมโยงโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของบทความวิจัยร่วมระหว่างประเทศ และมีการสมัครฝึกงานในต่างประเทศของนักศึกษาเพิ่มขึ้น ในด้านการประมวลผลข้อมูล มีการวางแผนการทดสอบการประสานงานแบบไฮบริด GPU กับ CRAY ของหอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น และภาคอุตสาหกรรมก็กำลังมองหาการเข้าร่วมด้วยเทคโนโลยีการคำนวณขอบ 5G และการสื่อสารด้วยแสง นี่เป็นตัวอย่างที่ดีของการหมุนเวียนทั้งสองล้อของการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลทางวิชาการและการส่งเสริมภูมิภาค

9. มุมมองในอนาคต - "ฐานเส้นโลก + ดวงจันทร์"

องค์การอวกาศยุโรป (ESA) กำลังพิจารณาการติดตั้งสถานี VLBI บนดวงจันทร์ในทศวรรษ 2030 และการสร้างภาพระดับ 10 μas โดยใช้ฐานเส้นโลก-ดวงจันทร์ ผลลัพธ์ในครั้งนี้ได้เผยให้เห็นถึงความท้าทายทางเทคนิคและการประสานงาน และในขณะเดียวกันก็แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ ไม่เพียงแค่หลุมดำเท่านั้น แต่ยังมีแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วง การทำแผนที่เส้นไฮโดรเจนที่เป็นกลางในเชิงจักรวาลวิทยา และพื้นที่วิทยาศาสตร์อื่นๆ ที่สามารถเปิดเผยได้ด้วยความละเอียดสูงและความไวสูงเท่านั้น

10. สรุป

"การจับมือ" ระหว่าง MeerKAT และ EVN เป็นเหตุการณ์เชิงสัญลักษณ์ที่พัฒนาให้กล้องโทรทรรศน์กลายเป็น "โครงสร้างพื้นฐานที่ใช้ร่วมกันในระดับโลก" จาก "สิ่งอำนวยความสะดวกของประเทศ" ข้อมูลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง และการวิเคราะห์เกิดขึ้นพร้อมกันบนคอมพิวเตอร์ทั่วโลก มนุษยชาติได้เริ่มต้นการท้าทายความลึกของจักรวาลด้วยการสร้างดาวเคราะห์แม่ของเราให้กลายเป็นเลนส์ขนาดใหญ่เป็นครั้งแรก นี่คือช่วงเวลาที่ประตูสู่ยุคใหม่ได้เปิดขึ้นอย่างเสียงดัง และเรากำลังเป็นพยานในเวลาจริง