พบหลุมดำยักษ์ พลังดูดรุนแรง กลืนโลกทั้งใบได้ทุกวินาที – อีกแห่งหลุมดำพเนจร

นักดาราศาสตร์ออสเตรเลียพบหลุมดำยักษ์ที่เติบโตเร็วที่สุด กลืนโลกทั้งใบได้ทุกวินาที ส่วนทีมนักวิจัยสหรัฐ 2 ทีมพบวัตถุมวลมหาศาลไร้ทิศทาง เหมือนพเนจรอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก

18 มิถุนายน 2565 บีบีซีไทย รายงานผลการศึกษาเรื่อง “หลุมดำ” สองชิ้นใหญ่ใกล้ๆ กัน ชิ้นแรกเป็นผลงานการค้นพบหลุมดำมวลยิ่งยวดอายุเก่าแก่ ที่ขยายตัวในอัตราการเติบโตรวดเร็วที่สุดเท่าที่เคยมีการค้นพบมา และอีกชิ้นเป็นการค้นพบวัตถุอวกาศที่อาจเป็นหลุมดำดาวฤกษ์

สำหรับผลงานแรก ทีมนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (ANU) ค้นพบ หลุมดำขนาดอภิมหายักษ์ใหญ่นี้ มีมวลราว 2.6 – 3.0 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ใหญ่กว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดที่พบได้ทั่วไปในกาแล็กซีทางช้างเผือกถึง 500 เท่า

หลุมดำนี้มีชื่อว่า SMSS J1144 มีอายุเก่าแก่ถึง 9,000 ล้านปี แต่ยังคงมีความเคลื่อนไหวรุนแรงในการดูดกลืนมวลสารรอบข้าง จนกล่าวได้ว่ามันดูดกลืนมวลสารปริมาณเท่ากับโลกทั้งใบได้ทุก 1 วินาทีเลยทีเดียว

การดูดกลืนวัตถุรอบข้างอย่างรวดเร็วมหาศาลนี้ทำให้จานพอกพูนมวลที่หมุนเร็วอย่างสุดขั้วส่องแสงสว่างเจิดจ้า จนสามารถถือได้ว่าเป็น “เควซาร์” (Quasar) หรือวัตถุอวกาศที่สว่างมากที่สุดชนิดหนึ่งในจักรวาล

ดร. คริสโตเฟอร์ ออนเคน ผู้นำทีมวิจัยซึ่งค้นพบหลุมดำดังกล่าวบอกว่า ที่ผ่านมานักดาราศาสตร์พยายามค้นหาวัตถุอวกาศที่น่าทึ่งในลักษณะนี้มานานกว่า 50 ปี แต่ก็ไม่พบ แม้ว่ามันจะสว่างจนมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ชนิดธรรมดา ที่ตั้งในสวนหลังบ้านของคนทั่วไปก็ตาม

“หลุมดำนี้อยู่ในตำแหน่งหายาก เพราะอยู่ชิดกับระนาบของดาราจักรมากเกินไป ทำให้มีดวงดาวจำนวนมากที่อยู่ด้านหน้ามาคอยบดบัง” ดร. ออนเคนกล่าว

สิ่งที่น่าประหลาดอีกอย่างหนึ่งก็คือ หลุมดำนี้มีความเคลื่อนไหวในระดับเดียวกับหลุมดำบรรพกาลที่มีอายุเก่าแก่ถึง 1.38 หมื่นล้านปี ซึ่งถือกำเนิดขึ้นใกล้เคียงกับเหตุการณ์บิ๊กแบง ทั้งที่หลุมดำรุ่นหลังอย่าง SMSS J1144 ควรจะสงบนิ่งและดูดกลืนมวลสารในอัตราที่ต่ำกว่ามาก

“นั่นอาจเป็นเพราะมันถือกำเนิดขึ้นจากการชนปะทะ และการรวมตัวเข้าด้วยกันของดาราจักรใหญ่สองแห่งหรือมากกว่า ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการก่อตัวของหลุมดำยักษ์ที่เติบโตเร็ว เนื่องจากมีมวลสารโดยรอบเหลือเฟือที่ป้อนให้หลุมดำดูดกลืนได้ในปริมาณมหาศาล” ดร. ออนเคนกล่าวสรุป

หลุมดำดาวฤกษ์-พเนจร

ด้านผลการศึกษาของทีมนักดาราศาสตร์สองคณะของสหรัฐอเมริกา ซึ่งทำงานวิจัยแยกกัน ได้แก่ คณะสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) และคณะมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ (UC Berkeley ตีพิมพ์ลงในวารสาร The Astrophysical Journal พบตรงกันว่ามีวัตถุอวกาศมวลมากและความหนาแน่นสูงที่มองไม่เห็น กำลังเคลื่อนที่ไปอย่างไร้จุดหมายในกาแล็กซีทางช้างเผือก

มีความเป็นไปได้สูงว่าวัตถุลึกลับนี้อาจเป็นหนึ่งในหลุมดำดาวฤกษ์ (Stellar black hole) หรือหลุมดำขนาดเล็กที่ตรวจจับได้ยาก เพราะมันดำรงอยู่และโคจรอย่างโดดเดี่ยวในความมืดมิด

ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์คาดว่า หลุมดำประเภทดังกล่าวอาจมีอยู่กว่า 100 ล้านแห่งในดาราจักรของเรา

 ทีมนักดาราศาสตร์ทั้งสองคณะ) ต่างเผยผลวิเคราะห์จากการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลติดตามศึกษาวัตถุลึกลับดังกล่าวมาหลายปี หลังพบเบาะแสครั้งแรกเมื่อปี 2011 (พ.ศ.2554)

วัตถุลึกลับซึ่งอาจเป็นหลุมดำพเนจรเหล่านี้ เกิดจากการระเบิดซูเปอร์โนวาที่ทรงพลังของดาวฤกษ์ โดยแก่นกลางของดาวยุบตัวลงและแรงระเบิดได้ผลักให้มันพุ่งตัวห่างออกมาในทิศทางต่าง ๆ

วัตถุอวกาศที่ค้นพบในครั้งนี้ ปัจจุบันอยู่ห่างจากโลก 5,000 ปีแสง ในบริเวณแขนของดาราจักรที่เรียกว่าคารินา-ซาจิตทาเรียส (Carina-Sagittarius) แต่ก็อาจมีวัตถุลึกลับแบบเดียวกันที่ยังค้นหาไม่พบ อยู่กับใกล้โลกเพียง 80 ปีแสงได้

ทีมผู้วิจัยทั้งสองคณะใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “เลนส์ความโน้มถ่วง” (Gravitational Lens) ในการตรวจจับ เ

ทีมนักวิจัยของสถาบัน STScI คำนวณมวลของวัตถุนี้ได้ที่ 7 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งชี้ว่าอาจจะเป็นหลุมดำดาวฤกษ์ได้ แต่ทีมวิจัยของ UC Berkeley กลับคำนวณมวลของวัตถุปริศนาได้ระหว่าง 1.6 – 4.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งถือว่าต่ำเกินไปที่จะเป็นมวลของหลุมดำ และชี้ว่ามันน่าจะเป็นดาวนิวตรอนมากกว่า

ส่วนความเร็วในการเคลื่อนที่ของหลุมดำหรือดาวนิวตรอนพเนจรนี้ ทีมของสถาบัน STScI พบว่าอยู่ที่ 160,000 กม./ชม. ซึ่งถือว่าเร็วกว่าการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ในบริเวณใกล้เคียงอย่างมาก ส่วนนักวิจัยอีกทีมหนึ่งระบุว่า ความเร็วของมันอยู่ที่ 108, 000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

• เผยภาพแรก หลุมดำ ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก ชื่อ Sagittarius A*

• วงกลมคลื่นวิทยุประหลาด เหมือนดวงวิญญาณ อาจมาจากหลุมดำมวลยิ่งยวด

……..

ข่าวของบีบีซีไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว