แผนที่ทางช้างเผือกในแสง submillimeter แสดงรายละเอียดในเนบิวลาใกล้เคียง ศูนย์กลางดาราจักรส่วนโค้งของแสงสีซีดจากระนาบของดาราจักรของเราอาจเป็นภาพที่น่ามองในคืนที่มืดมิดและชัดเจน แต่มันเป็นเพียงเศษเสี้ยวของสมบัติทั้งหมดที่ซุ่มซ่อนอยู่ในทางช้างเผือก เมฆหนาแน่นของฝุ่นระหว่างดวงดาวปิดกั้นแสงที่มองเห็นได้จากบริเวณห่างไกลของดาราจักร แต่ปล่อยให้ความยาวคลื่นผ่านไปได้นานกว่า ในเดือนกุมภาพันธ์นักดาราศาสตร์ได้ทำแผนที่ใหม่ของดาราจักรของเราเสร็จดังที่เห็นในแสงระดับต่ำกว่ามิลลิเมตร ซึ่งสั้นกว่าคลื่นวิทยุแต่ยาวกว่าคลื่นอินฟราเรด
แสงระดับต่ำกว่ามิลลิเมตรสามารถทะลุผ่านกลุ่มเมฆฝุ่น
เผยให้เห็นรายละเอียดที่ใจกลางดาราจักรและในเรือนเพาะชำดวงดาวที่ความยาวคลื่นอื่นไม่สามารถมองเห็นได้ แผนที่นี้จัดทำโดยATLASGALซึ่งเป็นโครงการที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ APEXในชิลีตอนเหนือเพื่อทำแผนที่ส่วนหนึ่งของทางช้างเผือก โครงการนี้จัดทำแผนภูมิหนึ่งในสามของแถบแสงกาแลคซีที่ล้อมรอบระบบสุริยะของเรา ภาพด้านล่างแสดงส่วนแคบไปทางกลุ่มดาวราศีธนู
เมื่อรวมกับภาพจาก ดาวเทียม สปิตเซอร์และพลังค์แผนที่ ATLASGAL (แถวบนสุด) จะสร้างแผนที่โดยละเอียดของโครงสร้างเย็นบางส่วนในกาแลคซีของเรา เมฆฝุ่นในบริเวณต่างๆ เช่น เนบิวลาตรีฟิดและลากูน (วงกลม, ซ้าย) ทั้งสองอยู่ห่างออกไปสองสามพันปีแสง เรืองแสงจาง ๆ เช่นเดียวกับเส้นใยของเศษซากในใจกลางดาราจักร (วงกลม, ขวา) 28,000 ปีแสง โลก. ที่ความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรด (แถวกลาง) บริเวณเหล่านี้เกือบจะหายไปหลังม่านฝุ่นที่บดบัง ใจกลางดาราจักรยังคงซ่อนอยู่ในแสงที่มองเห็นได้ (แถวล่าง) เช่นกัน แม้ว่าดาวที่ร้อนใน Trifid และ Lagoon จะปล่อยแอ่งก๊าซไฮโดรเจนออกมา ทำให้พวกมันเรืองแสงได้
หากไม่มีการจัดตำแหน่งโดยบังเอิญ “สิ่งต่างๆ จะยากขึ้นมาก” Knutson กล่าว นักดาราศาสตร์จะต้องพึ่งพาแสงที่มาจากดาวเคราะห์ ไม่ว่าจะเป็นแสงอินฟราเรดภายในหรือแสงที่มองเห็นได้จากดวงอาทิตย์ James Webb อาจแทบไม่รู้สึกถึงแสงอินฟราเรดที่เล็ดลอดออกมาจาก Proxima b แต่อาจต้องใช้เวลาถึงสิบปีหรือมากกว่านั้นก่อนที่หอดูดาวอื่น ๆ จะเผชิญกับความท้าทาย ( SN: 4/30/16, p. 32 ) และถึงกระนั้นก็ไม่มีการค้ำประกัน “เป็นเรื่องยากมากที่จะระบุลักษณะของดาวเคราะห์โดยไม่ส่งยานสำรวจไปที่นั่น” คิปปิงกล่าว
Breakthrough Starshotกลุ่มที่ได้รับทุนจากผู้ประกอบการชาวรัสเซีย Yuri Milner ต้องการทำอย่างนั้น ในเดือนเมษายน ทางกลุ่มได้ประกาศแผนการที่จะทุ่มเงิน 100 ล้านดอลลาร์เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่จะส่งกองยานนาโน – โพรบหุ่นยนต์ที่มีน้ำหนักเพียงไม่กี่กรัม – ไปยังอัลฟ่าเซ็นทอรี พร้อมดันเลเซอร์ขนาด 100 กิกะวัตต์จากโลก ด้วยความเร็วแสงประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ กองเรือจะมาถึงอัลฟาเซ็นทอรีประมาณ 20 ปีหลังจากการเปิดตัว ในการเปรียบเทียบ ยานอวกาศที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมาจากโลก – ภารกิจ New Horizons ไปยังดาวพลูโต – จะต้องใช้เวลาประมาณ 90,000 ปีในการเดินทางให้เสร็จสิ้น โดยเดินทางด้วยความเร็วปัจจุบันประมาณ 52,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
คลื่นความโน้มถ่วงจาง ๆ อาจอยู่ในเรดาร์ของ LIGO ในไม่ช้า
การวิเคราะห์ใหม่พบโอกาสที่ดีกว่าในการตรวจจับระลอกคลื่นที่อ่อนแอจากการควบรวมกิจการของหลุมดำที่อยู่ห่างไกล “เสียงเจี๊ยวๆ” ที่เห็นได้ชัดเจนประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรก แต่การวัดผลในอนาคตบางอย่างอาจเป็นเหมือนเสียงพึมพำเงียบๆ
ในไม่ช้า นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถแยกแยะสัญญาณคลื่นโน้มถ่วงจางๆ จากการชนของหลุมดำที่อยู่ห่างไกลเกินกว่าจะตรวจจับได้โดยตรง นักวิทยาศาสตร์จาก LIGO ซึ่งเป็นหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงขั้นสูงของเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ รายงานในจดหมายทบทวนทางกายภาพเมื่อ วันที่ 1 เมษายน การตรวจจับอาจเกิดขึ้นภายในเวลาเพียงสามปี – เร็วกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คาดไว้มาก การวิเคราะห์ใหม่ชี้ให้เห็น
เมื่อ LIGO ตรวจพบการยืดและการบีบตัวของอวกาศที่เกิดจากหลุมดำที่รวมตัวกัน นักวิทยาศาสตร์รู้สึกทึ่ง ( SN: 03/05/16, p. 6 ) สัญญาณมีความโดดเด่นเหนือการกระแทกและการสั่นของข้อมูลซึ่งไม่เคยมีอยู่ในเครื่องตรวจจับที่ละเอียดอ่อนอย่างยิ่งของ LIGO มันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในความถี่ – เมื่อแปลงเป็นคลื่นเสียง มันชวนให้นึกถึงเสียงนกร้อง – จุดเด่นของการเต้นของจักรวาลที่หมุนวนเข้าด้านในของหลุมดำ
แต่คลื่นที่เห็นได้ชัดดังกล่าวมีจำนวนมากกว่าทะเลที่มีระลอกคลื่นขนาดเล็กกว่า Gabriela González โฆษกของ LIGO แห่งมหาวิทยาลัยรัฐลุยเซียนาในแบตันรูชกล่าวว่าด้วยคลื่นเหล่านี้ “คุณกำลังดูหลุมดำที่อยู่ไกลออกไปมาก”
LIGO ไม่มีความไวพอที่จะตรวจจับคลื่นเหล่านี้ได้ทันที แต่โดยการเปรียบเทียบข้อมูลที่บันทึกโดยเครื่องตรวจจับแยกของ LIGO หนึ่งแห่งในรัฐลุยเซียนาและอีกแห่งในรัฐวอชิงตัน นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุรูปแบบที่เปิดเผยการมีอยู่ของคลื่นพื้นหลังได้ การวัดดังกล่าวจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเปรียบเทียบประชากรหลุมดำที่มีอายุต่างกันและสามารถช่วยตอกย้ำสภาวะที่คู่ของหลุมดำก่อตัวขึ้นได้
“ความเห็นที่ตรงไปตรงมาของฉันคือ ‘ฉันจะโชคดีถ้าเราเห็นผลนี้ในชีวิตของฉัน’” นักฟิสิกส์ Emanuele Berti จากมหาวิทยาลัยมิสซิสซิปปี้ในอ็อกซ์ฟอร์ดซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับ LIGO กล่าว เขาเปลี่ยนแนวเพลงแล้ว “ธรรมชาติเป็นสิ่งที่ดีสำหรับเรา และตอนนี้เราคิดว่าเราจะได้เห็นมันในไม่ช้านี้”
นั่นเป็นเพราะว่าประมาณการใหม่เกี่ยวกับอัตราการรวมตัวของหลุมดำดังกล่าวสูงกว่าที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนคาดไว้ การใช้แบบจำลองประชากรหลุมดำแบบไบนารีร่วมกับข้อมูล LIGO นักวิทยาศาสตร์พบว่า LIGO อาจมีความอ่อนไหวต่อการควบรวมหลุมดำเกือบ 2,000 ครั้งต่อปี ซึ่งเป็นไปตามการคาดการณ์ในแง่ดีที่สุด
ความเป็นไปได้แสดงให้เห็นถึงความเก่งกาจของ LIGO กอนซาเลซกล่าว “มีโอกาสที่ดีทุกประเภท ไม่ใช่แค่การตรวจจับเหตุการณ์เดียว”
