หลุมดำ SgrA* ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก ถูกบันทึกภาพได้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์

หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ซีกโลกใต้แห่งยุโรป (ESO) และเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (EHT) ที่เคยบันทึกภาพหลุมดำภาพแรกได้สำเร็จในปี 2019 ร่วมกันเผยแพร่ภาพถ่ายภาพแรกของหลุมดำมวลยิ่งยวด ซาจิตทาเรียสเอสตาร์ (SgrA*) ที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก

ภาพถ่ายนี้เป็นหลักฐานเชิงรูปธรรมชิ้นแรกที่ยืนยันว่า ดาราจักรที่เราอาศัยอยู่มีหลุมดำมวลยิ่งยวดเป็นศูนย์กลางจริง หลังจากที่ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์เจ้าของรางวัลโนเบลปี 2020 ได้ทำนายไว้ว่า ลักษณะการโคจรของดาวฤกษ์หลายดวงที่แถบใจกลางดาราจักร แสดงถึงการได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงมหาศาล ซึ่งมาจากวัตถุมวลมากที่มองไม่เห็น โดยวัตถุนี้น่าจะตั้งอยู่ห่างจากโลกราว 26,000 ปีแสง

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติกว่า 300 คน ร่วมกันวิเคราะห์และประมวลผลข้อมูล 6 เทราไบต์ ที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์วิทยุบนโลกรวม 8 แห่ง เป็นเวลานานหลายปี จนสามารถบันทึกภาพหลุมดำมวลยิ่งยวด SgrA* ได้ในที่สุด ทั้งที่ตามปกติแล้วเราไม่อาจจะทำได้เลย เนื่องจากมีกลุ่มฝุ่นและก๊าซที่หนาแน่นมากปกคลุมบริเวณใจกลางดาราจักรอยู่

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีใหม่ที่ช่วยสังเกตการณ์ในย่านรังสีอินฟราเรด ทำให้สามารถมองทะลุกลุ่มฝุ่นและก๊าซที่บดบังแสงสว่างของ SgrA* จนเข้าไปเห็นหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ของมันส่องแสงสว่างเจิดจ้า เนื่องจากมีกลุ่มก๊าซร้อนหมุนวนอยู่โดยรอบด้วยความเร็วสูงถึง 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งกลุ่มก๊าซนี้จะแผ่คลื่นวิทยุออกมา ทำให้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุบนโลกสามารถตรวจจับได้

หลุมดำมวลยิ่งยวด SgrA* มีมวลถึง 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้างใหญ่ถึง 60 ล้านกิโลเมตร แต่ก็ยังมีขนาดเล็กกว่าหลุมดำมวลยิ่งยวด M87* ที่ถูกบันทึกภาพเป็นแห่งแรกเมื่อสามปีก่อนถึง 1,000 เท่า ทำให้ SgrA* บันทึกภาพได้ยากกว่ามาก เพราะกลุ่มก๊าซร้อนที่หมุนวนอยู่โดยรอบจะไม่เสถียรและเปลี่ยนรูปร่างไปอย่างรวดเร็วตลอดเวลา

อย่างไรก็ตาม ภาพถ่ายของหลุมดำมวลยิ่งยวดทั้งสองมีลักษณะส่วนใหญ่คล้ายคลึงกัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสรุปได้ว่า แม้หลุมดำจะมีขนาดหรืออยู่ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันแค่ไหน แต่ห้วงอวกาศโดยรอบของหลุมดำก็จะถูกควบคุมด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาลอยู่เสมอ

การบันทึกภาพหลุมดำมวลยิ่งยวด SgrA* ในครั้งนี้ นอกจากจะใช้การสังเกตการณ์ผ่านกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ALMA ในประเทศชิลีแล้ว เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (EHT) ที่ตั้งอยู่ในหลายประเทศ ยังใช้เทคนิคที่เรียกว่าการตรวจวัดการแทรกสอดระยะไกล (VLBI) สร้างเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ที่ทำงานได้เหมือนเป็นอุปกรณ์ชิ้นเดียวกัน แต่มีประสิทธิภาพเสมือนว่ากล้องมีขนาดใหญ่เท่ากับโลกทั้งใบเลยทีเดียว