H1821+643 คือ ควอซาร์ (Quasar) ของหลุมดำมวลยิ่งยวด (Supermassive Black Hole: SMBH) ห่างออกไปจากโลก 3.4 พันล้านปีแสง จากการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra X-ray Observatory) ในช่วงคลื่น X-ray ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่ใช้ในการดูการเคลื่อนตัวของสสารรอบ ๆ หลุมดำนั้น พบว่า H1821+643 นั้น นักดาราศาสตร์ประมาณไว้ว่าหลุมดำหลุมนี้น่าจะมีมวลประมาณ 30 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ (Solar Mass) ซึ่งนั่นจะทำให้มันเป็นหนึ่งในหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เราเคยรู้จัก หากเทียบกับหลุมดำ Sgr A* ที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกแล้วถือว่า H1821+643 นั้นใหญ่กว่ามาก เนื่องจาก Sgr A* นั้นมีมวลเพียงแค่ 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์
ภาพถ่าย X-ray ของ H1821+643 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (สีฟ้า) รวมกับข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุ Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) (สีแดง) และ PanSTARRS (สีขาวและเหลือง) แสดงให้เห็นตำแหน่งของหลุมดำ H1821+643 การแผ่คลื่นวิทยุและแสงช่วงคลื่น X-ray ออกมา
โดยปกติแล้วเวลาหลุมดำหมุน (นึกฉาก Interstellar) มันจะลาก Spacetime รอบ ๆ มันไปด้วย นั่นทำให้วัตถุบางอย่างที่เคลื่อนที่ตาม Spacetime นี้ไปสามารถเข้าใกล้หลุมดำได้มากกว่าปกติโดยที่ไม่ถูกดูดลงไปหลุมดำ หมายความว่ายิ่งหลุมดำหมุนเร็ว วัตถุยิ่งตกลงไปในหลุมดำยากขึ้น จึงทำให้เราสามารถประมาณความเร็วในการหมุนของหลุมด้วยการสำรวจการแผ่รังสี X-ray ได้ หากยิ่งหมุนเร็วก็จะเกิดการเสียดสีมากขึ้นในจากพอกพูนมวล (Accretion disk) เกิดเป็นการแผ่รังสี X-ray ขึ้น
กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราพบว่า H1821+643 นั้นหมุนช้ากว่าหลุมดำอื่น ๆ มาก ๆ เทียบกับหลุมดำขนาดเล็กบางอันที่หมุนเกือบเท่าความเร็วแสง เหตุผลที่ SMBH มันหมุนช้านั้นอาจจะขึ้นอยู่กับว่าหลุมดำหลุมนั้น ๆ มันเกิดและพัฒนามายังไง นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า H1821+643 มีขนาดใหญ่เท่านี่ได้น่าจะมาจากการเป็น “Merger” หรือการรวมตัวกับหลุมดำอื่น ๆ หรือการดึงแก๊สรอบ ๆ ตัวเข้าหาตัวมันที่อาจรบกวนจากพอกพูนมวลของมันได้ และทำให้อัตราการหมุนของมันนั้นช้าลงเรื่อย ๆ ทุก ๆ ครั้งที่มันรวมกับอะไรก็ตาม
กลับกัน ในหลุมดำที่มีขนาดเล็กกว่านั้น มวลของหลุมดำมาจากการเกิดของมันเองแต่แรกและการค่อย ๆ กลืนกินสสารในจานพอกพูนมวลของมันที่ค่อย ๆ ถูกผนวกรวมเป็นหนึ่งเดียวกับหลุมดำ เนื่องจากจากพอกพูนมวลนั้นกำลังถูกลากไปด้วยการหมุนของหลุมดำทำให้มันหมุนไปทางเดียวกับการหมุนของหลุมดำ (แต่ก็มีหลุมดำที่หมุนสวนทางกลับจากพอกพูนมวลตัวเองเช่นกัน) วัตถุในจานที่ชนเข้ากับหลุมดำจึงยิ่งมีแต่ทำให้หลุมดำหมุนเร็วขึ้นเรื่อย ๆ นั่นเอง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
Sisk-Reynés, J., Reynolds, C. S., Matthews, J. H., & Smith, R. N. (2022). Evidence for a moderate spin from X-ray reflection of the high-mass supermassive black hole in the cluster-hosted quasar H1821+ 643. arXiv preprint https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.12974
