สมาคมดาราศาสตร์ไทย

หลุมดำยักษ์แคระ

หลุมดำยักษ์แคระ

26 ต.ค. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
          นักดาราศาสตร์พบหลุมดำยักษ์กลางดาราจักรแคระแห่งหนึ่งที่ชื่อ อาร์จีจี 118 หลุมดำดวงนี้เป็นหลุมดำยักษ์ที่มีมวลน้อยที่สุดเท่าที่เคยมีการค้นพบ และยังพบว่ามีพฤติกรรมแบบเดียวกับหลุมดำยักษ์รุ่นใหญ่อีกด้วย 

          หลุมดำมีสองชนิดใหญ่ ๆ คือหลุมดำมวลดาวฤกษ์ กับหลุมดำยักษ์ ดังที่ชื่อบ่งบอก หลุมดำมวลดาวฤกษ์มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์เพียงไม่กี่เท่า เกิดจากดาวฤกษ์มวลสูงที่หมดเชื้อเพลิงยุบตัว ส่วนหลุมดำยักษ์ หรือที่มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าหลุมดำมวลยวดยิ่งมีมวลสูงกว่านับแสนนับล้านเท่า อยู่ตามใจกลางของดาราจักรส่วนใหญ่

          ดาราจักรอาร์จีจี 118 อยู่ห่างจากโลก 340 ล้านปีแสง นักดาราศาสตร์ค้นพบดาราจักรนี้เป็นครั้งแรกผ่านโครงการเอสดีเอสเอส จากการศึกษาการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้หลุมดำด้วยกล้องเคลย์ขนาด 6.5 เมตรที่ชิลี ทำให้นักดาราศาสตร์ประเมินมวลของหลุมดำดวงนี้ได้ว่ามีมวลประมาณ 50,000 มวลสุริยะ 

          มวลระดับนี้ถือว่าเบามากสำหรับหลุมดำยักษ์ เปรียบเทียบกับหลุมดำยักษ์ของดาราจักรทางช้างเผือกของเรามีมวลมากกว่านี้ถึง 100 เท่า ยิ่งหลุมดำยักษ์ที่เป็นแชมป์มวลสูงที่สุดมีมวลมากกว่าอาร์จีจี 118 ถึง 200,000 เท่า

          นอกจากนี้นักดาราศาสตร์คณะเดียวกันนี้ยังได้ใช้หอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทราวัดความเข้มของรังสีเอกซ์ที่แผ่ออกมาจากแก๊สร้อนรอบหลุมดำของอาร์จีจี 118 เพื่อคำนวณหาอัตราการดูดกินแก๊สของหลุมดำ พบว่าหลุมดำนี้เขมือบแก๊สด้วยอัตราประมาณ เปอร์เซ็นต์ของอัตราสูงสุด ซึ่งเป็นตัวเลขที่ใกล้เคียงกับหลุมดำยักษ์อื่น

          "หลุมดำยักษ์แคระมีความสำคัญอย่างมาก เราใช้ข้อมูลจากการสังเกตการณ์หลุมดำประเภทนี้ในการทำความเข้าใจหลุมดำยักษ์ขนาดต่าง ๆ ได้" วิเวียน บัลดัสซาเร นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์ ผู้เขียนรายงานการวิจัยฉบับนี้กล่าว 

          ปัญหาหนึ่งเกี่ยวกับหลุมดำยักษ์ที่นักดาราศาสตร์ยังไม่เข้าใจก็คือ หลุมดำยักษ์มีต้นกำเนิดอย่างไร มีวิวัฒนาการมาอย่างไร เรื่องของหลุมดำยักษ์กับดาราจักรก็เหมือนปัญหาไก่กับไข่ คือนักดาราศาสตร์ยังไม่รู้ว่าอะไรเกิดก่อนกัน บางคนเชื่อว่าก้อนแก๊สในดาราจักรขนาดมหึมาได้ยุบตัวลงไปกลายเป็นหลุมดำ ต่อมาแก๊สก็ไหลลงไปเติมหลุมดำนี้มากขึ้น หลุมดำก็หนักขึ้นใหญ่ขึ้น อีกทฤษฎีหนึ่งมองไปในทางตรงข้าม เชื่อว่าเกิดจากดาวฤกษ์ยักษ์ที่มีมวลถึง 100 เท่าของดวงอาทิตย์หมดอายุขัยแล้วยุบลงไปเป็นหลุมดำ 

          "หลุมดำของอาร์จีจี 118 เป็นเหมือนตัวเชื่อมโยงระหว่างหลุมดำที่แตกต่างกันสุดขั้วทั้งสองแบบ การศึกษาหลุมดำนี้อาจช่วยเราไขปัญหาได้ว่าความคิดใดถูกต้อง" เอลีนา แกลโล ผู้ช่วยวิจัยอีกคนหนึ่งจากมหาวิทยาลัยเดียวกันอธิบาย

          ขนาดที่เล็กของอาร์จีจี 118 แสดงว่าดาราจักรแคระนี้น่าจะยังไม่เคยชนหรือหลอมรวมกับดาราจักรอื่นมาก่อนเลย การหลอมรวมกันระหว่างดาราจักรเป็นกระบวนการเติบโตตามปกติของดาราจักรขนาดใหญ่

          "ดาราจักรเล็กจำพวกนี้ จึงเป็นเหมือนดาราจักรดึกดำบรรพ์ที่เกิดขึ้นมาในยุคที่เอกภพยังมีอายุน้อย การศึกษาดาราจักรเหล่านี้ ดูว่ามันเติบโตอย่างไร ดูดกินแก๊สเข้าไปอย่างไร และมีอันตรกิริยาต่อกันอย่างไร ย่อมช่วยให้เข้าใจการกำเนิดของดาราจักรในอดีตได้เป็นอย่างดี" บัลดัสซาเรกล่าว 
    ดาราจักรอาร์จีจี 118 (RGG 118) ถ่ายโดยใช้กล้องเคลย์ซ้อนกับภาพรังสีเอกซ์ที่ถ่ายโดยหอสังเกตการณ์จันทรา

    ดาราจักรอาร์จีจี 118 (RGG 118) ถ่ายโดยใช้กล้องเคลย์ซ้อนกับภาพรังสีเอกซ์ที่ถ่ายโดยหอสังเกตการณ์จันทรา (จาก NASA)

    ภาพวาดในจินตนาการของศิลปิน แสดงถึงการดูดกลืนแก๊สของหลุมดำที่หมุนวนอยู่รอบ ๆ

    ภาพวาดในจินตนาการของศิลปิน แสดงถึงการดูดกลืนแก๊สของหลุมดำที่หมุนวนอยู่รอบ ๆ (จาก NASA)

    ที่มา: