กระจุกกาแล็กซี Abell 2261 กับหลุมดำมวลยิ่งยวดที่หายไป

กระจุกกาแล็กซี Abell 2261 กับหลุมดำมวลยิ่งยวดที่หายไป

ทุก ๆ กาแล็กซีในเอกภพของเราไม่ว่าจะเป็นกาแล็กซีทางช้างเผือก กาแล็กซีแอนโดรเมดา หรือกาแล็กซีอื่น ๆ อีกมากมายต่างก็มีซิ่งที่เรียกว่าหลุมดำใจกลางกาแล็กซี แต่กาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่มากอย่างกาแล็กซีทางช้างเผือกจะมีหลุมดำที่เรียกต่างจากปกติหน่อย เรียกว่า หลุมดำมวลยิ่งยวด หรือ Supermassive Black Hole (SMBH) ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรากว่าล้านถึงพันล้านเท่า โดยหลุมดำใจกลางกาแล็กซีของเรามีชื่อว่า Sagittarius A* (Sagittarius A-Star)

ภาพหลุมดำมวลยิ่งยวด Sagittarius A* ของกาแล็กซีทางช้างเผือกจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Chandra – ที่มา NASA

กระจุกกาแล็กซี Abell 2261 อยู่ห่างจากโลกออกไปประมาณ 2.7 พันล้านปีแสง ซึ่งในกระจุกกาแล็กซี Abell 2261 มีกาแล็กซีรี (Elliptical galaxy) อันหนึ่งใจกลางกระจุกกาแล็กซีที่นักดาราศาสตร์คาดว่ามีหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพเท่าที่เรารู้อยู่ อย่างไรก็ตามจากการสำรวจ Abell 2261 ด้วย Chandra X-ray Observatory หรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา และ Hubble ของ NASA ระหว่างปี 1999 ถึงปี 2004 ก็ไม่มีวี่แววว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ว่ามีจริง มีแต่กลุ่มแก๊สที่ปกคลุมเท่านั้น ซึ่งปกติการหาหลุมดำจะทำด้วยการตรวจจับคลื่น X-ray จากวัตถุที่มีความร้อนสูงมากแล้วถูกดูดลงไปในหลุมดำ ปลดปล่อยรังสี X-ray ที่สามารถตรวจจับได้ออกมา แต่กับ Abell 2261 ไม่มีอะไรอย่างนั้นเกิดขึ้น

ภาพของใจกลางกระจุกกาแล็กซี Abell 2261 พร้อมแก๊ส (สีชมพู) ที่ปกคลุมอยู่ จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble, Subaru และ Chandra – ที่มา NASA

แต่จากการค้นหาหลุมดำล่าสุดในปี 2018 ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Chandra นักดาราศาสตร์วิเคราะห์ว่ามีความเป็นไปได้ที่เราอาจจะกำลังหาหลุมดำผิดที่ หลุมดำมวลยิ่งยวดที่เรากำลังหาอยู่นั้นอาจจะถูกเหวี่ยงออกจากกาแล็กซีที่อยู่ใจกลางของกระจุกกาแล็กซีทำให้ใจกลางกาแล็กซีว่างเปล่า ซึ่งถือว่าเป็นอะไรที่เกิดขึ้นได้อยากมาก สมมติฐานคืออาจเกิดจากการรวมกันของหลุมดำ 2 หลุมในอดีต ทำให้เกิดหลุมดำมวลยิ่งยวดขึ้น

ซึ่งในแต่ละครั้งที่หลุมดำใด ๆ ก็ตามรวมกัน มันจะปล่อยซึ่งที่เรียกว่า Gravitational waves หรือคลื่นแรงโน้มถ่วงออกมาอย่างมหาศาล ซึ่ง Gravitational wave เกิดจากการรบกวน Spacetime curvature (ความโค้งของกาลอวกาศ) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมวลใด ๆ ถูกเร่งให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงออกจากแหล่งกำเนิดของมัน ทำให้เกิดการกระเพื่อมของ Spacetime ขึ้น

ภาพจำลอง Gravitational wave ที่เกิดจากการรวมกันของหลุมดำ – ที่มา LIGO/T. Pyle

แต่การปล่อย Gravitational wave ครั้งนี้อาจจะไม่ได้ปล่อยเท่ากันในทุก ๆ ด้าน แต่มีด้านใดด้านหนึ่งที่แรงกว่า จึงทำให้มีความเป็นไปได้ว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ก่อตัวขึ้นอาจถูก Gravitational wave ที่เกิดจากการก่อตัวของตัวเองลากกระเด็นออกไปนอกจใจกลางกาแล็กซีแทน เราเรียกหลุมดำแบบนี้ว่า Recoiling blackhole (หลุมดำที่เด้งออกมา)

ซึ่งตอนนี้หลุมดำใจกลาง Abell 2261 อาจถูกกระเด้งออกจากที่ของมันไปอยู่ที่ไหนสักแห่งที่ไม่ใช่ใจกลางกาแล็กซี และที่นักดาราศาสตร์เชื่อว่ามันเป็นอย่างงั้นเพราะว่ามี 2 สัญญาณที่บอกว่าเกิด Recoiling blackhole ขึ้นกับ Abell 2261 คือ Galatic Core ซึ่งเป็นใจกลางกาแล็กซีที่มีจำนวนดาวฤกษ์หนาแน่นที่สุดนั้น ใหญ่เกินกว่าปกติซึ่งกาแล็กซีขนาดแค่นี้ไม่น่ามี Galatic Core ใหญ่ขนาดนี้ได้ นอกจากนี้จากการคาดคะเนความหนาแน่นของ Abell 2261 พบว่าพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของดาวฤกษ์ (มวล) มากที่สุด กลับไม่ใช่ใจกลางกาแล็กซี (ที่เป็น Galatic Core ซึ่งควรมีมวลมากที่สุด) แต่เป็นพื้นที่ห่างออกไปจากใจกลางกาแล็กซีกว่า 2,000 ล้านปีแสง หมายความว่าตรงนั้นอาจเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดที่หายไป

กระจุกกาแล็กซี Abell 2261 และใจกลางของมันที่เป็นกาแล็กซีวงรีขนาดใหญ่ – ที่มา NASA/HST

ซึ่ง 2 สัญญาณนี้สามารถอธิบายได้โดยหลักการเกิด Recoiling blackhole ที่ระหว่างการรวมตัวกันของหลุมดำที่หลุมดำจะค่อยโคจรเข้าหากัน แรงระหว่างการรวมตัวอาจทำให้ดาวในพื้นที่รอบ ๆ ใกล้หลุมดำกระจายตัวออกไปข้างนอกทำให้ Galatic Core มีขนาดใหญ่ขึ้น ส่วนมวลแปลกประหลาดห่างออกไปกว่า 2,000 ล้านปีแสงนั้นอาจเกิดจากดาวที่ถูกเหวี่ยงออกไปพร้อมกับหลุมดำมวลยิ่งยวดอันใหม่หลังการรวมตัวกันของหลุมดำเก่า 2 หลุมนั่นเอง

ต้นกำเนิดของ X-ray และคลื่นวิทยุจากกาแล็กซีใจกลางกระจุกกาแล็กซี Abell 2261 – ที่มา NASA/CXC/Univ of Michigan/K. Gültekin ; Optical: NASA/STScI and NAOJ/Subaru; Infrared: NSF/NOAO/KPNO; Radio: NSF/NOAO/VL

อย่างไรก็ตามจากการกวาดหาด้วย Hubble และ Chandrayan กลับไม่พบการมีอยู่ของหลุมดำมวลยิ่งยวดที่หายไป นอกจากนี้ทีมนักดาราศาสตร์ยังพบกลุ่มดาว 3 กลุ่มใกล้ใจกลางกาแล็กซีซึ่งเป็นไปได้ว่ามันอาจมีมวลมากกว่า 10 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์และอาจมีหลุมดำอยู่ อย่างไรก็ตามจากการวิเคราะห์ 2 กลุ่มใน 3 ไม่มีหลักฐานบ่งชี้ว่ามีหลุมดำอยู่ ส่วนอีก 1 มีความสว่างน้อยเกินไปที่จะตรวจสอบได้

อย่างไรก็ตามจากการค้นการตรวจจับคลื่นวิทยุของ Karl G. Jan Sky Very Large Array Telescope พบว่า VLA เคยตรวจพบการปล่อยรังสีจาก Abell 2261 ซึ่งบ่งบอกว่าเมื่อ 50 ล้านปีก่อน Abell 2261 มีหลุมดำมวลยิ่งยวด แต่ก็ไม่พบข้อมูลการตรวจจับจากศูนย์กลางกาแล็กซีแม้แต่น้อย

จึงทำให้การหายไปของหลุมดำมวลยิ่งยวดที่กาแล็กซีใจกลางกระจุกกาแล็กซี Abell 2261 ยังคงเป็นปริศนาอยู่เพราะไม่เพียงแต่กลางกาแล็กซีกลวง แต่หลุมดำดันหายไปไหนไม่รู้ เอาข้อมูลที่เคยค้นพบมาก็ระบุไม่ตรงกันสักที่อยู่ตรงนู้นบางตรงนี้บางแต่ก็ยังไม่เจออยู่เหมือนเดิม จึงเป็น Abell 2261 กับหลุมดำมวลยิ่งยวดที่หายไปนั่นเอง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

On the Hunt for a Missing Giant Black Hole

Citation

Chandra Observations of Abell 2261 Brightest Cluster Galaxy, a Candidate Host to a Recoiling Black Hole

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save