เลนส์ความโน้มถ่วงค้นพบอภิมหาหลุมดำยักษ์ได้เป็นครั้งแรก

วันที่ 2 เมษายน 2566 - 06:58 น.

หลุมดำมวลอภิมหายิ่งยวด (ultramassive black hole) ซึ่งเป็นวัตถุอวกาศที่หาได้ยากมากที่สุดชนิดหนึ่ง ถูกนักดาราศาสตร์ค้นพบด้วยเทคนิคเลนส์ความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรก

หลุมดำที่มีมวลมหาศาลอย่างเหลือเชื่อถึงกว่า 30,000 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์นี้ อยู่ในกาแล็กซีแห่งหนึ่งที่ห่างไกลออกไปหลายร้อยล้านปีแสง โดยดร. เจมส์ ไนติงเกล ผู้นำทีมนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเดอแรมของสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นผู้ค้นพบหลุมดำยักษ์ดังกล่าวบอกว่า

“นี่คือหนึ่งในบรรดาหลุมดำที่มีขนาดใหญ่ยักษ์ที่สุดเท่าที่เคยมีการค้นพบมา ทั้งยังมีมวลแตะระดับขีดจำกัดสูงสุดที่หลุมดำสามารถจะมีได้ในทางทฤษฎีอีกด้วย ถือว่าเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง” ดร. ไนติงเกลกล่าว

หลุมดำมวลอภิมหายิ่งยวดนั้น มีมวลมหาศาลในระดับกว่า 10,000 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ขึ้นไป จัดว่าเป็นวัตถุอวกาศที่มีมวลมากที่สุดในจักรวาล แต่ก็เป็นวัตถุลึกลับที่หาพบได้ยาก เมื่อเทียบกับหลุมดำมวลยิ่งยวด (supermassive black hole) ที่มักจะพบอยู่ในใจกลางของกาแล็กซีแทบทุกแห่ง

นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบชัดว่าหลุมดำมวลอภิมหายิ่งยวดเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่สันนิษฐานว่าการชนปะทะและรวมตัวกันของดาราจักรขนาดใหญ่เมื่อหลายพันล้านปีก่อน ในยุคที่จักรวาลยังมีอายุน้อย ทำให้หลุมดำของดาราจักรโบราณ 2-3 แห่งรวมตัวเข้าด้วยกัน จนเกิดเป็นหลุมดำแห่งใหม่ที่มีมวลมหาศาลยิ่งกว่าเดิมหลายเท่า

สำหรับการค้นพบในครั้งนี้ ทีมผู้วิจัยระบุในรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร MNRAS ของราชสมาคมดาราศาสตร์ว่า ได้ใช้เทคนิคเลนส์ความโน้มถ่วง (gravitational lensing) ค้นหาร่องรอยของหลุมดำยักษ์ดังกล่าว จากนั้นได้ตรวจสอบยืนยันขนาดของมันอีกครั้งด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์ รวมทั้งภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงนั้นจะเกิดขึ้น เมื่อแสงที่เดินทางมาจากห้วงอวกาศลึกอันไกลโพ้นถูกทำให้บิดเบี้ยวโค้งงอ ขณะเฉียดผ่านวัตถุมวลมากที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล อย่างเช่นหลุมดำหรือกระจุกกาแล็กซีต่าง ๆ ทำให้เกิดการขยายภาพของวัตถุอวกาศที่อยู่ห่างไกลให้มีขนาดใหญ่ขึ้น ทั้งยังดูบิดโค้งเป็นวงแหวนมากขึ้น เหมือนกับใช้เลนส์ของแว่นขยายส่องดูนั่นเอง

ทีมนักดาราศาสตร์ของมหาวิทยาลัยเดอแรม ค้นพบวงโค้งประหลาดขนาดยักษ์ในภาพของกาแล็กซีแห่งหนึ่งเมื่อปี 2004 ซึ่งผลการตรวจสอบพบว่าเป็นภาพที่เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง จึงนำไปสู่การศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติม จนในที่สุดพบว่าหลุมดำมวลอภิมหายิ่งยวดเป็นตัวการที่ทำให้ภาพกาแล็กซีดังกล่าวขยายขนาดขึ้น

ดร. ไนติงเกล กล่าวเสริมว่า“หลุมดำส่วนใหญ่ที่เรารู้จักและถ่ายภาพของมันได้ เป็นหลุมดำที่อยู่ในภาวะตื่นตัว กล่าวคือมันกำลังกลืนกินมวลสารจนร้อนขึ้นและปลดปล่อยรังสีสว่างจ้าออกมา ทำให้สังเกตเห็นและบันทึกภาพได้”

“แต่หลุมดำในภาวะสงบนิ่งนั้นมืดสนิทจนไม่อาจจะหาพบได้โดยง่าย อย่างไรก็ตาม เทคนิคเลนส์ความโน้มถ่วงสามารถเพิ่มโอกาสในการค้นหาหลุมดำประเภทนี้ รวมทั้งหลุมดำมวลอภิมหายิ่งยวดได้มากขึ้นในอนาคต”

หมายเหตุ : ข่าว บีบีซีไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว