สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดาวเกิดใหม่ใต้เงื้อมเงาของหลุมดำยักษ์

ดาวเกิดใหม่ใต้เงื้อมเงาของหลุมดำยักษ์

8 เม.ย. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ที่ใจกลางดาราจักรทางช้างเผือก เป็นที่อยู่ของหลุมดำยักษ์ดวงหนึ่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่พบอยู่ในใจกลางดาราจักรขนาดใหญ่เกือบทุกดาราจักร หลุมดำยักษ์ของทางช้างเผือกมีชื่อว่า คนยิงธนูเอสตาร์ (Sgr A*) มีมวลมหาศาลถึง 4.2 ล้านมวลสุริยะ 
เมื่อไม่นานมานี้ นักดาราศาสตร์ตรวจพบดาวฤกษ์เกิดใหม่จำนวนหนึ่งอยู่ใกล้ปากหลุมดำแห่งนี้
ฟาร์กฮัด ยูเซฟ-ซาเดห์ จากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นและคณะได้ใช้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วีแอลเอ ตรวจพบสิ่งที่คล้ายจานกำเนิดดาวฤกษ์ 44 ใบ จานกำเนิดดาวฤกษ์เป็นก้อนแก๊สที่จับเป็นก้อนแบนหมุนวนรอบดาวฤกษ์ คอยป้อนแก๊สเข้าสู่ดาวฤกษ์ที่เพิ่งเกิดใหม่ รังสีอัลตราไวโอเลตและลมดาวที่รุนแรงจากดาวได้ปัดเป่าก้อนแก๊สเหล่านี้ให้ทอดหางยาวออกไปจากศูนย์กลางจนดูเป็นปุยคล้ายดาวหาง 
การค้นพบนี้ทำให้นักดาราศาสตร์ประหลาดใจไม่น้อย เพราะเขายังไม่เข้าใจนักว่าดาวฤกษ์ก่อร่างสร้างตัวขึ้นในบริเวณที่มีสนามความโน้มถ่วงรุนแรงอย่างนั้นได้อย่างไร ก้อนแก๊สที่ผ่านเข้ามาใกล้บริเวณนี้น่าจะถูกสนามความโน้มถ่วงฉีกทึ้งจนกระจุยไปนานก่อนที่จะมีโอกาสมาเกาะกลุ่มรวมตัวกันสร้างเป็นดาวฤกษ์ได้ นอกจากนี้รังสีเข้มข้นจากดาวฤกษ์สารพัดดวงที่อัดแน่นอยู่ในละแวกนั้นก็เป็นอุปสรรคในการรวมตัวของก้อนแก๊สเช่นกัน
คณะของยูเซฟ-ซาเดห์ยังพบว่า ดาวแรกเกิดที่พบในครั้งนี้เป็นดาวฤกษ์มวลต่ำ ซึ่งยิ่งเพิ่มความพิศวงขึ้นไปอีก เนื่องจากก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์พบว่าดาวที่เกิดขึ้นใกล้ใจกลางดาราจักรล้วนแต่เป็นดาวฤกษ์มวลสูงทั้งสิ้น
จานกำเนิดดาวเคราะห์ที่พบนี้เกาะกลุ่มกันเป็นกระจุกสองกระจุก มีชื่อว่า อาร์ซี (RC1) และ อาร์ซี (RC2) อยู่ห่างจากหลุมดำยักษ์ และ 2.6 ปีแสงตามลำดับ กระจุกสองกระจุกนี้มีอายุอยู่ระหว่าง 10,000 กับ 100,000 ปี  แม้จะเกิดขึ้นท่ามกลางรังสีและลมดาวอันหฤโหดจากดาวข้างเคียง แต่ยูเซฟ-ซาเดห์ประเมินว่า วัสดุที่เหลือในจานนี้ก็ยังมีมากพอที่จะสร้างดาวเคราะห์ให้แก่ดาวฤกษ์ที่มันวนรอบอยู่ได้ 
แม้ดาวเคราะห์จะเกิดขึ้นได้ แต่ก็ไม่ต้องไปหวังถึงสิ่งมีชีวิต เพราะสภาพแวดล้อมบริเวณใจกลางดาราจักรเลวร้ายเกินกว่าจะมีสิ่งมีชีวิตขึ้นได้ บรรยากาศของดาวเคราะห์จะเกิดขึ้นไม่ได้เลยในระบบสุริยะใหม่เหล่านี้
การค้นพบนี้เป็นการยืนยันการสำรวจก่อนหน้านี้จากหลายคณะที่พบว่าดาวฤกษ์ก็เกิดขึ้นในบริเวณใกล้กับหลุมดำยักษ์ได้  การสำรวจการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้หลุมดำมากเช่นนี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์คำนวณหามวลของหลุมดำยักษ์ได้ 
ก่อนหน้านี้ในปี 2548 เซอร์เกย์ นายัคชิน จากมหาวิทยาลัยเลเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักร ได้เสนอทฤษฎีว่าแรงโน้มถ่วงมหาศาลของหลุมดำได้ฉีกทึ้งก้อนแก๊สให้สลายไปได้จริง ต่อมาแก๊สถูกดึงไปหมุนวนเป็นทรงจานล้อมหลุมดำและเกาะกลุ่มกันอีกครั้ง สร้างเป็นดาวฤกษ์ขึ้นมาในลักษณะเดียวกับที่ดาวเคราะห์เกิดขึ้นบนจานกำเนิดดาวเคราะห์ ตามแนวคิดนี้แรงโน้มถ่วงของหลุมดำเป็นทั้งผู้ทำลายและเป็นผู้สร้างดาว ทฤษฎีนี้ยังอาจอธิบายได้ว่าเหตุใดดาวฤกษ์มวลสูงอายุน้อยหลายดวงโคจรรอบหลุมดำเป็นวงสองวง
เมื่อปีที่แล้ว เบห์รัง จาลาลี จากมหาวิทยาลัยโคโลญจ์ เยอรมนี ได้เสนออีกทฤษฎีหนึ่ง อธิบายว่า เมฆโมเลกุลที่โคจรรอบหลุมดำยักษ์เป็นวงรีมากและเข้าใกล้หลุมดำมาก จะถูกดึงให้ยืดยาวออกเป็นสาย ขณะที่สายแก๊สถูกดึงก็จะมีแรงดันเกิดขึ้นซึ่งกระตุ้นให้เกิดการจับเป็นก้อนและสร้างเป็นดาวดวงใหม่ขึ้นในสายแก๊สได้เช่นกัน ทฤษฎีนี้อาจอธิบายได้ว่าวัตถุลึกลับชื่อ จี ที่มีการค้นพบเมื่อปีที่แล้วอยู่รอดเมื่อเคลื่อนผ่านหลุมดำยักษ์ได้อย่างไร 
ถึงตอนนี้นักดาราศาสตร์ต้องนำทฤษฎีสองทฤษฎีนี้กลับมาพิจารณาอีกครั้งว่าจะอธิบายการกำเนิดดาวรุ่นเยาว์ขนาดย่อมตามที่ค้นพบในครั้งนี้ได้ด้วยหรือไม่ 
ภาพถ่ายบริเวณใกล้ใจกลางดาราจักรทางช้างเผือกในย่านความถี่วิทยุ ถ่ายโดยเครือข่ายกล้องวีแอลเอ พบจานกำเนิดดาวเคราะห์ 44 ใบ เกาะกลุ่มอยู่เป็นสองกลุ่มใหญ่ ชื่อ อาร์ซี 1 และอาร์ซี 2 สองกลุ่มนี้อยู่ห่างจากหลุมดำยักษ์คนยิงธนูเอสตาร์เพียง 2 และ 2.6 ปีแสงตามลำดับ

ภาพถ่ายบริเวณใกล้ใจกลางดาราจักรทางช้างเผือกในย่านความถี่วิทยุ ถ่ายโดยเครือข่ายกล้องวีแอลเอ พบจานกำเนิดดาวเคราะห์ 44 ใบ เกาะกลุ่มอยู่เป็นสองกลุ่มใหญ่ ชื่อ อาร์ซี 1 และอาร์ซี 2 สองกลุ่มนี้อยู่ห่างจากหลุมดำยักษ์คนยิงธนูเอสตาร์เพียง 2 และ 2.6 ปีแสงตามลำดับ (จาก Yusef-Zadeh)

จานกำเนิดดาวเคราะห์ <wbr>2 <wbr>จาน <wbr>จากจำนวน <wbr>44 <wbr>จานที่ค้นพบโดย <wbr>ยูเซฟ-ซาเดห์ <wbr>รังสีและลมดาวเข้มข้นจากดาวฤกษ์ข้างเคียงได้พัดให้ก้อนแก๊สที่เป็นต้นกำเนิดดาวฤกษ์มีรูปร่างเหมือนดาวหาง <wbr><br />

จานกำเนิดดาวเคราะห์ จาน จากจำนวน 44 จานที่ค้นพบโดย ยูเซฟ-ซาเดห์ รังสีและลมดาวเข้มข้นจากดาวฤกษ์ข้างเคียงได้พัดให้ก้อนแก๊สที่เป็นต้นกำเนิดดาวฤกษ์มีรูปร่างเหมือนดาวหาง 

ตำแหน่งของดาวฤกษ์ 13 ดวงบริเวณหลุมดำคนยิงธนูเอสตาร์ ตามที่สังเกตการณ์ได้และการคาดคะเน

ตำแหน่งของดาวฤกษ์ 13 ดวงบริเวณหลุมดำคนยิงธนูเอสตาร์ ตามที่สังเกตการณ์ได้และการคาดคะเน (จาก Keck / UCLA Galactic Center Group / Cosmus)

ที่มา: