เส้นผ่านศูนย์กลางของมันบ่งบอกว่าหลุมดำมีมวล 6.5 เซ็กซี่บาคาร่า พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์การวัดหลุมดำคือสิ่งที่มันทำกับดาวฤกษ์ของมัน
นั่นเป็นบทเรียนหนึ่งที่นักดาราศาสตร์ใช้จากภาพหลุมดำครั้งแรกที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 10 เมษายนโดยทีมกล้องโทรทรรศน์นานาชาติ ( SN Online: 4/10/19 ) ภาพดังกล่าวยืนยันว่ามวลของหลุมดำมวลมหาศาลในใจกลางกาแลคซี M87 นั้นใกล้เคียงกับที่นักดาราศาสตร์คาดหวังจากการโคจรของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียง เป็นการแก้ข้อโต้แย้งที่มีมาช้านานเกี่ยวกับวิธีที่ดีที่สุดในการวัดมวลหลุมดำ
หลุมดำใน M87 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 55 ล้านปีแสง
เป็นหลุมดำแห่งแรกที่มีการคำนวณมวลด้วยวิธีที่แม่นยำสามวิธี: การวัดการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ การหมุนวนของก๊าซรอบข้าง และในปัจจุบัน ต้องขอบคุณ โครงการถ่ายภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ เส้นผ่านศูนย์กลางของเงาของหลุมดำ
ในปี 1978 การประมาณมวลครั้งแรกเพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่โคจรรอบจุดศูนย์ถ่วงอันยิ่งใหญ่ พบว่าดาวฤกษ์จะต้องโคจรรอบบางสิ่งที่มีมวลประมาณ 5 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ การประมาณการที่แม่นยำยิ่งขึ้นในปี 2554 โดยใช้เทคนิคดาวฤกษ์ที่คล้ายกันทำให้ความสูงของมันพุ่งขึ้นไปถึง 6.6 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์
ในขณะเดียวกัน นักดาราศาสตร์ในปี 1994 ได้ประมาณการอีกครั้งโดยการติดตามว่าก๊าซเข้าใกล้หลุมดำมากกว่าที่ดาวหมุนรอบ behemoth อย่างไร เทคนิคดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าหลุมดำมีมวล 2.4 พันล้านเท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งได้รับการแก้ไขในปี 2013 เป็น 3.5 พันล้านมวลดวงอาทิตย์
เป็นเวลาหลายปีที่ยังไม่ชัดเจนว่าเทคนิคใดเข้าใกล้ความจริงมากขึ้น
ตอนนี้รูปภาพ EHT ที่แสดงวงแหวนก๊าซและฝุ่นสีส้มเรืองแสงรอบๆ หลุมดำได้แก้ไขข้อขัดแย้งแล้ว ตามทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ เส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นที่มืดที่อยู่ตรงกลางภาพ — เงาของหลุมดำ — สัมพันธ์โดยตรงกับมวลของมัน
Michael Johnson สมาชิกทีม EHT นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Harvard Smithsonian Center for Astrophysics กล่าวว่า “หลุมดำที่ใหญ่กว่าทำให้เกิดเงาที่ใหญ่กว่า” “ตรวจสอบง่าย ๆ เราจะเห็นว่า [วิธีการวัดมวล] อย่างใดอย่างหนึ่งหรืออย่างอื่นนั้นถูกต้องหรือไม่” เงาของหลุมดำของ M87 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 38 พันล้านกิโลเมตร ซึ่งทำให้นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณมวลของดวงอาทิตย์ได้ 6.5 พันล้านดวงซึ่งใกล้เคียงกับมวลมากที่แนะนำโดยการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์
ขนาดของเงายังลบล้างความคิดที่ว่าหลุมดำเป็นรูหนอนซึ่งเป็นสะพานทางทฤษฎีระหว่างจุดที่ห่างไกลในกาลอวกาศ ( SN: 5/31/14, p. 16 )
หากหลุมดำของ M87 เคยเป็นรูหนอน ทฤษฎีคาดการณ์ว่าหลุมดำน่าจะเล็กกว่าที่เป็นจริง “มันเป็นการยืนยันที่น่าทึ่ง” ของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป จอห์นสันกล่าว “เราจะตัดความเป็นไปได้ที่แปลกใหม่เหล่านี้ออกไปทันที”
Priyamvada Natarajan นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเยลซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับโครงการ EHT กล่าว การประมาณมวลหลุมดำส่วนใหญ่ใช้เทคนิคดาวฤกษ์อยู่แล้ว ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการติดตามดาวของดาราจักรจากที่ไกลออกไปง่ายกว่า
หลุมดำอีกสองแห่งที่มีการวัดมวลด้วยวิธีต่างๆ เช่น Sagittarius A* ของทางช้างเผือก และหลุมดำของดาราจักร NGC 4258 ก็แนะนำว่าวิธีการของดาวทำงานได้ดีกว่า “ตอนนี้ทั้ง 3 กรณีนี้ทำให้เกิดศรัทธาขึ้นใหม่กับวิธีการของเราในปัจจุบัน” Natarajan กล่าว
ศรัทธานั้นไม่สามารถแก้ปัญหาหลุมดำที่เร่งด่วนที่สุดได้ เช่นหลุมดำที่เติบโตอย่างรวดเร็วในเอกภพยุคแรกได้อย่างไร อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในทันที ( SN Online: 3/16/18 ) การวัดมวลของหลุมดำ M87 กับก๊าซกับดาวนั้นแตกต่างกันเพียงสองปัจจัยเท่านั้น ซึ่งยังไม่เพียงพอที่จะอธิบายว่ามันมีขนาดใหญ่มากเพียงใดในตอนแรก หลุมดำสามารถเพิ่มมวลเป็นสองเท่าในเวลาประมาณหนึ่งล้านปี
Hannalore Gerling-Dunsmore อดีตนักฟิสิกส์ของ Caltech ซึ่งกำลังร่วมงานกับมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ในปลายปีนี้ กล่าวว่า “สิ่งที่เราไม่รู้ก็คือวิธีที่เราได้รับหลุมดำมวลมหาศาลภายในหนึ่งพันล้านปี” เธอไม่ได้อยู่ในทีม EHT “เมื่อคุณยิ่งใหญ่ขนาดนั้นแล้ว เพื่อนกันจะกี่ล้านปี”
วิธีการ “สามารถเปลี่ยนวิธีที่เราสร้างเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ได้อย่างมาก” นักฟิสิกส์เครื่องเร่งความเร็ว Vladimir Shiltsev จาก Fermilab ในเมือง Batavia รัฐอิลลินอยส์ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของ MICE กล่าว “สิ่งที่เรากำลังพูดถึงในตอนนี้คือจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ที่เป็นไปได้ในฟิสิกส์อนุภาคและแน่นอนในฟิสิกส์ของลำแสงคันเร่ง”
ในสถานที่ที่มีพื้นผิวสะท้อนแสงเพียงจุดเดียว เช่น กำแพงหุบเขาที่อยู่ห่างไกลออกไป คลื่นที่สะท้อนออกมาจะสร้างเสียงสะท้อน ซึ่งเป็นการทำซ้ำล่าช้าของเสียงต้นฉบับ แต่ในมหาวิหาร เสียงก้องเป็นกฎ “เสียงก้องจะเกิดขึ้นเมื่อเรามีภาพสะท้อนนับพันที่กลับมาหาเราอย่างรวดเร็วจนเราไม่สามารถแก้ไขหนึ่งในนั้นด้วยระบบการได้ยินของเราได้” Braxton Boren จาก American University ใน Washington, DC As กล่าว ผลที่ได้คือเสียงถูกดึงออกมา ค่อยๆ หายไปจนเงียบเป็นเวลาหลายวินาที เซ็กซี่บาคาร่า
