สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พิสูจน์หลุมดำใจกลางทางช้างเผือก

พิสูจน์หลุมดำใจกลางทางช้างเผือก

30 ต.ค. 2545
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ใจกลางของดาราจักรทางช้างเผือก เป็นที่อยู่ของแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุและรังสีเอกซ์แหล่งหนึ่ง นักดาราศาสตร์เชื่อมาเป็นเวลานานว่านั่นอาจเป็นหลุมดำยักษ์ประจำดาราจักรของเรา เช่นเดียวกับที่พบในดาราจักรอีกหลายดาราจักร แหล่งกำเนิดนี้มีชื่อว่า คนยิงธนูเอ (Sagittarius A) ข้อสันนิษฐานที่ทำให้คิดว่าเป็นหลุมดำเกิดจากการสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ใกล้เคียงกับใจกลาง หากทราบความเร็วในการโคจรและรัศมีวงโคจรของดาวฤกษ์ ก็จะทราบมวลของวัตถุที่ใจกลาง มวลที่สูงมากภายใต้ขอบเขตแคบมาก ๆ เป็นสิ่งบ่งชี้ว่าวัตถุนั้นเป็นหลุมดำ 

อย่างไรก็ตาม แนวคิดเรื่องหลุมดำยักษ์นี้มีผู้ไม่เห็นด้วย โดยตั้งข้อสงสัยว่าวัตถุที่ใจกลางดาราจักรอาจไม่ใช่หลุมดำยักษ์ก็ได้ บางทีอาจเป็นหลุมดำที่มีมวลระดับดาวฤกษ์หลาย ๆ ดวงอยู่รวมกันเป็นกระจุก หรืออาจจะเป็นดาวฤกษ์ชนิดประหลาดที่มีความหนาแน่นสูงมากรวมกันเป็นกระจุก หรืออาจเป็นแหล่งของอนุภาคบางชนิดที่ยังไม่รู้จักก็ได้ แต่เนื่องจากคำอธิบายเหล่านี้ก็ยังพิสูจน์ไม่ได้เช่นกัน จึงยังไม่สามารถล้มล้างแนวคิดเรื่องหลุมดำยักษ์ลงได้อย่างสิ้นเชิง 

เมื่อไม่นานมานี้ นักดาราศาสตร์จากสถาบันฟิสิกส์นอกโลกมักซ์พลังค์ได้ใช้อุปกรณ์นาโค (NACO) ของกล้องวีแอลที กล้องเอ็นทีทีจากหอสังเกตการณ์ลาซิยาในชิลี และข้อมูลจากหอสังเกตการณ์เคกในฮาวาย วัดการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์บางดวงที่อยู่ใกล้กับคนยิงธนูเอ พบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่น่าสนใจคือ ดาวเอส (S2) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้กับคนยิงธนูเอมากที่สุดในขณะนี้ กำลังโคจรรอบแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุด้วยคาบเพียง 15 ปี อยู่ห่างจากคนยิงธนูเอเพียง 17 ชั่วโมงแสง (ประมาณสองเท่าของระยะทางระหว่างดวงอาทิตย์กับดาวพลูโต) วัตถุที่ให้แรงโน้มถ่วงมากในระดับที่ทำให้ดาวโคจรด้วยความเร็วขนาดนี้ และอยู่ภายใต้ขอบเขตที่จำกัดอย่างนี้ จะเป็นอย่างอื่นไปไม่ได้นอกจากหลุมดำยักษ์เท่านั้น 

ความขัดแย้งเรื่องวัตถุใจกลางดาราจักรนี้คงจะได้ข้อยุติลงเสียที 

ใจกลางที่หนาแน่นของดาราจักรทางช้างเผือก (ภาพจาก ESO)

ใจกลางที่หนาแน่นของดาราจักรทางช้างเผือก (ภาพจาก ESO)

คนยิงธนูเอ* เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุและรังสีเอกซ์ที่ใจกลางทางช้างเผือก ภาพซ้ายคือภาพของใจกลางดาราจักรทางช้างเผือก จุดขาวกลางภาพที่มีกากบาททับอยู่คือดาวเอส 2 ปลายลูกศรสีขาวใหญ่คือคนยิงธนูเอ* แผนภูมิทางขวาแสดงวงโคจรของดาวเอส 2 (ภาพจาก ESO)

คนยิงธนูเอ* เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุและรังสีเอกซ์ที่ใจกลางทางช้างเผือก ภาพซ้ายคือภาพของใจกลางดาราจักรทางช้างเผือก จุดขาวกลางภาพที่มีกากบาททับอยู่คือดาวเอส 2 ปลายลูกศรสีขาวใหญ่คือคนยิงธนูเอ* แผนภูมิทางขวาแสดงวงโคจรของดาวเอส 2 (ภาพจาก ESO)