สมาคมดาราศาสตร์ไทย

หลุมดำยักษ์ทางช้างเผือกผู้อดอยาก

หลุมดำยักษ์ทางช้างเผือกผู้อดอยาก

15 ม.ค. 2546
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เป็นเวลานานมาแล้วที่นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบว่า ดาราจักรชนิดก้นหอยแทบทุกดาราจักรมีหลุมดำยักษ์สิงสถิตอยู่ที่ใจกลาง แผ่รังสีออกมามากมายมหาศาลจากกระบวนการกลืนกินก๊าซรอบ ๆ ตัว 

แต่สำหรับดาราจักรทางช้างเผือกของเรากลับไม่เป็นเช่นนั้น หลุมดำยักษ์ใจกลางดาราจักรทางช้างเผือกมีชื่อว่า คนยิงธนูเอ* (Sagittarius A*) นักดาราศาสตร์พบว่าหลุมดำนี้มีความสว่างน้อยกว่าที่ควรจะเป็นถึงหนึ่งพันล้านเท่า 

เจฟฟรีย์ บาวเวอร์, ดอน แบกเกอร์ และเมลวิน ไรท์ จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ เบิร์กเลย์ และ ไฮโน ฟาลเคอ จากสถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์ ใช้เครือข่ายบีมา (BIMA--Berkeley-Illinois-Maryland Association) วัดคลื่นวิทยุที่แผ่ออกมาจากคนยิงธนูเอ* พบว่าบริเวณรอบหลุมดำยักษ์นี้มีก๊าซน้อยมาก เมื่อมีก๊าซป้อนให้หลุมดำน้อย การแผ่รังสีจึงน้อยตาม ดังนั้นหลุมดำยักษ์ของเราจึงอยู่ในสภาพยักษ์อดอยาก 

การแผ่รังสีจากหลุมดำไม่ได้เกิดขึ้นจากภายในหลุมดำ แต่เกิดขึ้นจากบริเวณใกล้ ๆ ขอบของหลุมดำ เมื่อก๊าซถูกหลุมดำดูดเข้าไป จะเกิดแรงเสียดสีระหว่างกันจนเกิดความร้อนขึ้นและส่องสว่าง ความร้อนนี้สูงมากจนเปลี่ยนสภาพไปเป็นพลาสมา การสำรวจของนักดาราศาสตร์กลุ่มนี้กระทำโดยวัดคลื่นวิทยุของคนยิงธนูเอ* ซึ่งจะต้องฝ่าดงพลาสมารอบหลุมดำก่อนมาถึงโลก อำนาจแม่เหล็กของพลาสมาจะมีผลต่อการบิดของคลื่นวิทยุซึ่งสามารถวัดได้ แต่จากการสำรวจพบการบิดตัวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แสดงว่ารอบหลุมดำนั้นมีพลาสมาอยู่น้อย ซึ่งเป็นสาเหตุที่ว่าเหตุใดหลุมดำนี้จึงส่องสว่างน้อยกว่าที่ควรจะเป็นมาก 

สสารที่ตกลงสู่หลุมดำยักษ์นี้มีเพียงประมาณหนึ่งในสิบเท่าของมวลโลกในแต่ละปีเท่านั้น ซึ่งน้อยกว่าที่เคยคาดไว้ถึงพันเท่า ฟาลเคอกล่าวว่า มีสสารจำนวนมากที่ไหลลงสู่ใจกลางดาราจักร แต่ก๊าซเหล่านั้นดูเหมือนจะมีการรวมกันเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ก่อนที่จะตกลงสู่หลุมดำ 

การที่บริเวณหลุมดำมีก๊าซน้อยจนทำให้หลุมดำยักษ์ต้องอยู่ในสภาพหิวโซนั้น อาจเกิดจากการซูเปอร์โนวาบริเวณใกล้เคียง ซึ่งแรงระเบิดได้ปัดเป่าก๊าซบริเวณนี้ให้กระเด็นหายไปหมด 

นักดาราศาสตร์คณะนี้ยังคงวิจัยคลื่นวิทยุที่แผ่ออกมาจากพลาสมาต่อไปเพื่อทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอนส์ไตน์ ทฤษฎีนี้กล่าวว่าวัตถุที่มีมวลสูงมากเช่นหลุมดำจะบิดให้ปริภูมิรอบข้างโค้งงอ การศึกษารังสีนี้จะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในขณะนี้ในการทำความเข้าใจสภาพบริเวณพื้นผิวของหลุมดำ 

ดาราจักรทางช้างเผือกเมื่อมองในย่านแสงขาว

ดาราจักรทางช้างเผือกเมื่อมองในย่านแสงขาว

บริเวณของหลุมดำคนยิงธนูเอ* ที่ใจกลางทางช้างเผือก ถ่ายด้วยกล้องรังสีเอกซ์จันทรา

บริเวณของหลุมดำคนยิงธนูเอ* ที่ใจกลางทางช้างเผือก ถ่ายด้วยกล้องรังสีเอกซ์จันทรา

เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์บีมา (ภาพจาก BIMA Consortium)

เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์บีมา (ภาพจาก BIMA Consortium)