สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ฮับเบิลพบหลุมดำเดี่ยว ห่างออกไปแค่ 5,000 ปีแสง

ฮับเบิลพบหลุมดำเดี่ยว ห่างออกไปแค่ 5,000 ปีแสง

19 ส.ค. 2565
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ย้อนหลังไปเมื่อปี 2554 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตรวจพบดาวดวงหนึ่งในตำแหน่งใกล้ใจกลางดาราจักรทางช้างเผือก มีความสว่างเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน แล้วก็หรี่แสงกลับลงไปอยู่ที่ความสว่างเดิม กระบวนการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดเกิดขึ้นภายในระยะเวลาไม่กี่เดือน 

ดาวดวงนี้มีชื่อว่า เอ็มโอเอ-2011-บีแอลจี-191/โอเกิล-2011-บีแอลจี-0462 หรือเรียกย่อ ๆ ว่า โอบี 110462 (OB110462) อยู่ห่างจากโลกราว 5,000 ปีแสง อยู่ในแขนดาราจักรกระดูกงูเรือ-คนยิงธนู

ดาวฤกษ์อาจหรี่แสงได้จากหลายสาเหตุ การวิเคราะห์สเปกตรัมและความเปลี่ยนแปลงของแสงสว่างจะบอกได้ว่าการหรี่แสงนั้นเกิดจากสาเหตุใด ถ้าเป็นการหรี่แสงจากวัตถุบัง ก็อาจทราบได้ว่าวัตถุที่เข้ามาบังนั้นมีมวลเท่าใด มีขนาดเท่าใด และเป็นวัตถุประเภทใด


การวิเคราะห์การหรี่แสงของ โอบี 110462 นั้น พบว่าการสว่างขึ้นนั้นเกิดจากการที่มีวัตถุมวลสูงดวงหนึ่งเคลื่อนที่ผ่านหน้าดาวดวงนั้นไป เมื่อดาวฤกษ์และวัตถุมวลสูงบังกันพอดี ความโน้มถ่วงของวัตถุนั้นจะเบี่ยงเบนแสงดาวจากเบื้องหลังให้ลู่เข้า วัตถุที่บังจึงทำหน้าที่เหมือนเลนส์นูน ทำให้คนบนโลกมองเห็นดาวฤกษ์ที่ถูกบังสว่างขึ้นจากเดิมมากเป็นเวลาสั้น ๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง เลนส์ความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นกับวัตถุระดับดาวฤกษ์เช่นนี้มีชื่อเรียกเฉพาะว่า ปรากฏกการณ์เลนส์จุลภาค

หากวัตถุที่เข้ามาบังดาวฤกษ์เบื้องหลังเป็นเพียงดาวฤกษ์ธรรมดา ปรากฏการณ์เลนส์จะเห็นการเปลี่ยนสีดาวเป็นเวลาสั้น ๆ เนื่องจากแสงจากดาวที่บังกับแสงดาวเบื้องหลังปะปนกัน แต่ในกรณีของ โอบี 110462 ไม่พบว่าสีดาวเปลี่ยนแปลงไป และปรากฏการณ์เลนส์จุลภาคเกิดขึ้นเป็นเวลานานกว่า 200 วัน จึงเชื่อได้ว่าวัตถุที่เข้ามาบังเป็นหลุมดำ



นักดาราศาสตร์ประเมินว่าในแค่ในดาราจักรทางช้างเผือกดาราจักรเดียวมีหลุมดำมวลดาวฤกษ์อยู่ราว 10 ล้าน หนึ่งพันล้านดวง แต่หลุมดำที่พบจริงมีน้อยมาก จนถึงปัจจุบัน มีหลุมดำมวลดาวฤกษ์ในทางช้างเผือกที่พบแล้วเพียงยี่สิบกว่าดวงเท่านั้น และทั้งหมดอยู่ในระบบดาวคู่ ทั้งนี้เนื่องจากหลุมดำเป็นวัตถุที่ไม่เปล่งแสงใด ๆ ออกมา การตรวจหาหลุมดำจึงยากมาก โดยเฉพาะถ้าเป็นหลุมดำเดี่ยว การตรวจหาด้วยวิธีธรรมดาแทบเป็นไปไม่ได้เลย มีเพียงการสังเกตปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงเท่านั้นที่จะทำได้

โอบี 110462 จึงเป็นหลุมดำเดี่ยวในดาราจักรทางช้างเผือกดวงแรกที่ค้นพบ ที่น่าสนใจคือหลุมดำดวงนี้อยู่ห่างจากโลกไปเพียง 5,000 ปีแสงเท่านั้น

ภาพบริเวณใจกลางดาราจักรทางช้างเผือก ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ภาพเล็กสี่ภาพแสดงลำดับการเกิดปรากฏการณ์เลนส์จุลภาคซึ่งเกิดขึ้นในช่วงเดือนสิงหาคม 2554  (จาก NASA, ESA, K. Sahu (STScI), J. DePasquale (STScI))

มีนักดาราศาสตร์สองคณะที่ศึกษาเหตุการณ์นี้ คณะหนึ่งจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ประเมินว่า หลุมดำที่เข้ามาบังมีมวลประมาณ มวลสุริยะ ส่วนนักดาราศาสตร์อีกคณะหนึ่งจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ เบิร์กลีย์ ให้ตัวเลขต่างไปพอสมควร โดยประเมินว่ามีมวลอยู่ในช่วง 1.6-4.4 มวลสุริยะ ซึ่งย่านมวลดังกล่าวครอบคลุมมวลของดาวนิวตรอนด้วย นี่หมายความว่าปรากฏการณ์ โอบี 110462 อาจเกิดจากดาวนิวตรอนก็ได้ ไม่ได้เกิดจากหลุมดำ 

อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาข้อมูลด้านอื่นประกอบจะสนับสนุนว่าวัตถุที่เข้าบังเป็นหลุมดำมากกว่า