สมาคมดาราศาสตร์ไทย

หลุมดำผู้ให้กำเนิด

หลุมดำผู้ให้กำเนิด

8 พ.ค. 2550
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
หลุมดำ เป็นวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ดึงดูดได้ทุกสิ่งแม้แต่แสงก็ยังหนีไม่พ้น วัตถุใดที่ถูกหลุมดำดูดเข้าไปแล้วจะไม่มีวันหลุดออกมาได้อีกเลย หลุมดำจึงเกี่ยวข้องกับจุดสิ้นสุดและจุดจบของสิ่งต่าง ๆ เสมอ

แต่การวิจัยใหม่ได้แสดงว่า หลุมดำไม่ได้รับบทเป็นผู้ทำลายล้างเพียงอย่างเดียว แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการเป็นผู้ให้กำเนิดชีวิตอีกด้วย

หลังจากการระเบิดครั้งใหญ่หรือที่เรียกว่าบิ๊กแบงอันเป็นจุดเริ่มต้นของเอกภพ ในตอนแรกเอกภพมีเพียงธาตุไฮโดรเจนและฮีเลียมเท่านั้น ส่วนธาตุที่หนักกว่านั้นแต่จะถูกสร้างขึ้นภายหลังที่ใจกลางของดาวฤกษ์ เมื่อดาวฤกษ์นั้นสิ้นอายุขัย ธาตุหนักเหล่านั้นจึงกระจายออกไปเป็นส่วนประกอบของดาวฤกษ์รุ่นต่อไปรวมถึงดาวเคราะห์ด้วย ในกระบวนการนี้ หลุมดำอาจเป็นผู้มีบทบาทสำคัญอยู่

หลุมดำแม้จะดูดได้ทุกสิ่ง แต่ที่กล่าวกันว่าอะไรก็ตามที่เข้าไปใสหลุมดำแล้วไม่มีวันกลับออกมานั้น เป็นจริงก็ต่อเมื่อวัตถุนั้นเข้าไปในขอบเขตหนึ่งที่เรียกว่า ขอบฟ้าเหตุการณ์ (event horizon) เท่านั้น แก๊สที่อยู่นอกขอบฟ้าเหตุการณ์หากได้รับความร้อนเพียงพอ ก็อาจหลุดพ้นออกมาจากปากหลุมดำได้
"ปัญหาใหญ่ในทางเอกภพวิทยาข้อหนึ่งก็คือ หลุมดำยักษ์มีอิทธิพลต่อสิ่งแวดล้อมรอบตัวมันมากน้อยเพียงใด" มาร์ติน เอลวิส จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์วาร์ด-สมิทโซเนียนกล่าว "การวิจัยนี้ช่วยไขปัญหานี้ได้"

คณะนักดาราศาสตร์ผู้วิจัยพบว่า ลมร้อนที่เป่าออกมาจากหลุมดำยักษ์ที่อยู่กลางดาราจักรอาจหอบเอาธาตุหนักเช่นคาร์บอนและออกซิเจนออกมาด้วย ทิ้งให้ธาตุเหล่านี้กลาดเกลื่อนเป็นสายยาวอยู่ทั่วอวกาศท่ามกลางดาราจักรน้อยใหญ่

คณะนักดาราศาสตร์นำโดย ยาอีร์ ครองโกลด์ จากมหาวิทยาลัยยูนีเบร์ซีดัดนาซีโอนัลเอาโตโนมาเดเมกซีโก ได้ศึกษาหลุมดำยักษ์กลางดาราจักรเอ็นจีซี 4051 พบว่าบริเวณที่มีแก๊สที่พุ่งออกมาจากหลุมดำ อยู่ใกล้หลุมดำกว่าที่คาดไว้มาก จุดที่แก๊สพุ่งออกมาอยู่ห่างจากใจกลางหลุมดำ 2,000 รัศมีชวาร์ซชิลด์ หรือราวห้าเท่าของรัศมีวงโคจรดาวเนปจูน รัศมีชวาร์ซชิลด์เป็นระยะจากใจกลางหลุมดำที่ถือว่าเป็นประตูของแดนสนธยา อะไรที่เข้าไปในระยะรัศมีนี้แล้วก็จะไม่มีวันกลับออกมาได้ รัศมีชวาร์ซชิลด์ของเอ็นจีซี 4051 มีระยะประมาณ 6.4 ล้านกิโลเมตร

"เราคำนวณว่า มีแก๊สราวสองถึงห้าเปอร์เซ็นต์ที่อยู่ออกันอยู่ที่ปากหลุมดำจะถูกเป่าออกมาข้างนอก" ฟาบรีเซียว นีกัสโตร สมาชิกของซีเอฟเอกล่าว

ลมที่พัดออกมาจากหลุมดำมีความเร็วได้ถึง 6.4 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง เมื่อเวลาผ่านไปหลายพันปี ธาตุต่าง ๆ เช่นคาร์บอนและออกซิเจนในลมเหล่านั้นก็ได้ถูกพัดมาออกมาไกลจากต้นกำเนิดมาก ธาตุเหล่านี้ในที่สุดก็จะไปรวมกับหมู่เมฆและฝุ่นส่วนอื่น ก่อกันเป็นเนบิวลา และในที่สุด ก็กลายเป็นดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์ในที่สุด

งานวิจัยนี้ใช้ข้อมูลจากดาวเทียมเอกซ์เอ็มเอ็ม-นิวตันขององค์การอีซา รายงานการวิจัยชิ้นนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารเดอะแอสโทรฟิสิคัลเจอร์นัล ฉบับวันที่ 20 เมษายน
หลุมดำใจกลางดาราจักรเอ็นจีซี <wbr>4051 <wbr>ฉีดลมร้อนออกมา <wbr>พัดพาธาตุต่าง <wbr>ๆ <wbr>รวมถึงคาร์บอนและออกซิเจนที่มีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตออกไปไกลโพ้น <wbr><br />
(ภาพจาก George Seitz/Adam Block/NOAO/AURA/NSF)

หลุมดำใจกลางดาราจักรเอ็นจีซี 4051 ฉีดลมร้อนออกมา พัดพาธาตุต่าง ๆ รวมถึงคาร์บอนและออกซิเจนที่มีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตออกไปไกลโพ้น 
(ภาพจาก George Seitz/Adam Block/NOAO/AURA/NSF)

ที่มา: