สมาคมดาราศาสตร์ไทย

หลุมดำยักษ์กับการกำเนิดดาราจักร

หลุมดำยักษ์กับการกำเนิดดาราจักร

1 มิ.ย. 2543
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์ได้รายงานถึงการค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างมวลของหลุมดำในใจกลางดาราจักรกับการกำเนิดดาราจักรในที่ประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันที่รอกเชสเตอร์ นิวยอร์ก เมื่อวันที่ 12 มิถุนายน ที่ผ่านมา 

นักดาราศาสตร์ได้ทราบมาก่อนหน้านี้แล้วว่า ดาราจักรที่มีหลุมดำยักษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายพันล้านเท่าอยู่ในใจกลางจะเป็นดาราจักรที่มีดุม (bulk) กลางใหญ่และปูดโปน ส่วนดาราจักรที่มีดุมเล็กลงมาก็มักจะมีหลุมดำขนาดเล็กตามมา เช่นกรณีของดาราจักรทางช้างเผือก ซึ่งมีหลุมดำที่แกนกลางเหมือนกันแต่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์เพียงประมาณไม่กี่ล้านเท่าเท่านั้น 

แต่ในครั้งนี้นักดาราศาสตร์ได้พบความสัมพันธ์ระหว่างมวลหลุมดำกับดาราจักรที่แนบแน่นยิ่งไปกว่านั้นอีก จากการศึกษาหลุมดำยักษ์ในใจกลางดาราจักรต่าง ๆ ไม่ต่ำกว่า 30 แห่ง Karl Gebhardt จากหอสังเกตการณ์ลิก (Lick) ได้พบว่า ถ้าหลุมดำในใจกลางดาราจักรมีมวลยิ่งมาก ดาวฤกษ์ในดาราจักรนั้นก็ยิ่งมีความเร็วมากขึ้น ความสัมพันธ์นี้นับว่าเป็นเรื่องที่น่าแปลกมาก เนื่องจากดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในดาราจักรจะอยู่ห่างจากหลุมดำมากจนไม่น่าจะมีผลอะไรกับความเร็วของดาวฤกษ์ 

นอกจากนี้ John Kormendy จากมหาวิทยาลัยเทกซัสให้ข้อสังเกตว่า หลุมดำขนาดยักษ์ที่พบในดาราจักรมักจะพบในดาราจักรที่มีดุมกลางปูดโปน เกือบทุกหลุมจะมีมวลไม่เกิน 0.2 เปอร์เซ็นต์ของดุมดาราจักร 

จากคุณสมบัติเหล่านี้นี้ ทำให้ Kormendy และคณะสันนิษฐานว่า ดาราจักรน่าจะก่อตัวขึ้น พร้อม ๆ หลุมดำในใจกลาง หลุมดำนี้จะเติบโตขึ้นโดยการกลืนกินฝุ่นก๊าซในดาราจักรที่มันอยู่ เมื่อหลุมดำเติบโตขึ้นจนมีมวลใกล้มวลวิกฤต จะเกิดกระบวนการบางอย่างมายับยั้งการดูดกลืนก๊าซของหลุมดำ ทำให้หลุมดำหยุดการเติบโตไว้เพียงเท่านั้น 

สมมติฐานนี้ยังสนับสนุนทฤษฎีที่อธิบายว่า พลังงานมหาศาลของเควซาร์มาจากการที่หลุมดำดูดกลืนก๊าซเข้าไป เพราะก๊าซที่กำลังจะถูกดูดเข้าไปในหลุมดำจะปล่อยพลังงานออกมามาก นับว่าการค้นพบครั้งนี้ทำให้ภาพความเข้าใจของนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับการกำเนิดของดาราจักรชัดเจนยิ่งขึ้นมาก 

อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถอธิบายได้ว่าเหตุใด หลุมดำจึงหยุดการดูดกลืนก๊าซเมื่อมันมีมวลใกล้ 0.2 เปอร์เซ็นต์ของดุมดาราจักร ซึ่งยังเป็นเรื่องที่ต้องค้นหาคำตอบกันต่อไป

ภาพระยะใกล้ในใจกลางดาราจักร

ภาพระยะใกล้ในใจกลางดาราจักร

ที่มา: