Featured กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราของ NASA ค้นพบหลุมดำอู้งาน
กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราของ NASA ค้นพบหลุมดำอู้งาน

Chottiwatt Jittprasong

กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราของ NASA ค้นพบหลุมดำอู้งาน

August 5, 2020

เมื่อวันที่ 3 สิงหาคม 2020 NASA ได้ปล่อยภาพของ Galaxy Cluster SpARCS1049 ซึ่งอยู่ห่างออกไปจากโลกกว่า 9.9 พันล้านปีแสง ซึ่งเป็นหนึ่งใน Galaxy Cluster ที่ใหญ่พอสมควร ประกอบไปด้วยกาแล็กซีกว่า 100 ถึง 1,000 กาแล็กซี ล้อมรอบไปด้วยแก๊สที่กำลังแผ่รังสี X-ray ออกไปทุกทิศทาง กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราของ NASA ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศในช่วงคลื่น X-ray ร่วมกับ Hubble Space Telescope ในช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นได้และ Infrared ได้ร่วมกันถ่ายภาพ SpARCS1049 เพื่อสำรวจองค์ประกอบของ Cluster

Paper ดังกล่าวมีชื่อว่า Evidence of runaway gas cooling in the absence of supermassive black hole feedback at the epoch of cluster formation

โดยปกติ Galaxy Cluster ทุก Cluster จะมี Supermassive black hole หรือหลุมดำขนาดมหึมาอยู่ใจกลาง Cluster ซึ่งนั่นจะทำให้บริเวณรอบ ๆ หลุมดำเกิด Accretion disk หรือ จานพอกพูนมวล ซึ่งเป็นแก๊สที่ร้อนแบบสุดขีดทำหน้าที่รักษาอุณหภูมิของ Cluster ไม่ให้เย็นจนเกินไป ซึ่งอุณหภูมิที่สูงมากนี้จะทำให้กลุ่มแก๊สที่อยู่บริเวณหลุมดำไม่สามารถก่อตัวได้เพราะอุณหภูมิสูงเกินบวกกับแรงโน้มถ่วงของหลุมดำที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการก่อตัวของกลุ่มแก๊ส

ภาพจำลองของจานพอกพวนมูล – ที่มา NASA/JPL

แต่นักดาราศาสตร์พบว่า SpARCS1049 ต่างจาก Galaxy Cluster ทั่วไป SpARCS1049 มีอัตราการก่อตัวของดาวใหม่ Protostar ที่ 900 ดาวฤกษ์ที่มีมวลเท่าดวงอาทิตย์ต่อปี นั่นคือ 300 ของอัตราการก่อตัวของดาวในกาแลกซีทางช้างเผือก ซึ่งหากเทียบง่าย ๆ ที่อัตราการก่อตัวมากขนาดนั้น SpARCS1049 จะมีจำนวนดาวเท่ากับกาแลกซีทางช้างเผือกในเวลาเพียงแค่ 100 ล้านปี ทั้งที่กาแลกซีทางช้างเผือกมีอายุกว่า 10 พันล้านปีแล้ว

นักดาราศาสตร์และนักวิจัยพยายามหาว่าเกิดอะไรขึ้นทำไมจึงมีดาวฤกษ์เกิดใหม่จำนวนมากใน Cluster SpARCS1049 โดยข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์จันทราบอกว่าอุณหภูมิบริเวณที่มีกระจุกดาวเกิดใหม่จำนวนมากมีอุณหภูมิลดลงเหลือแค่เพียง 10 ล้านองศา ซึ่งจริง ๆ แล้วก็ดูร้อนเหมือนเดิม ตั้ง 10 ล้านองศา แต่ถ้าเทียบกับบริเวณอื่น ๆ ของ Cluster ที่มีอุณหภูมิถึง 65 ล้านองศาแล้วละก็ 10 ล้านองศานี่เย็นไปเลย หลักฐานชิ้นนี้บ่งบอกว่าไม่ได้มีกลุ่มแก๊สที่เย็นกว่าปกติเพียงแค่กลุ่มเดียวแต่ต้องมีกลุ่มที่เย็นกว่าแน่นอน เลยทำให้มีดาวเกิดใหม่จำนวนมาก

ภาพของ SpARCS1049 ที่ช่วงคลื่น X-ray, ช่วงคลื่นที่มองเห็นได้และ Infrared – ที่มา NASA/CXO

ภาพ SpARCS1049 ที่ถ่ายได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราแสดงให้เห็นกระจุกของแก๊สร้อนเพียงกระจุกเดียว แต่กลับไม่เห็นหลักฐานของการมีอยู่ของ Supermassive black hole ใจกลาง Cluster ซึ่งปกติแล้วหลุมดาวจะมีการดูดมวลสารแลเหวี่ยงมวลสารรอบ ๆ มันตลอดเวลา แต่จากข้อมูลที่นักดาราศาสตร์ได้ ไม่มีแม้แต่ Relativistic jet หรือลำพลังงานที่ปกติจะแผ่ออกมาจากใจกลางหลุมดำในรูปของคลื่น X-ray

จากข้อมูลดังกล่าว จึงทำให้นักดาราศาสตร์สงสัยว่าหลุมดำใจกลาง SpARCS1049 อยู่ในสถานะ Inactive ที่ไม่ปล่อยไม่แผ่รังสีไม่ยุ่งกับชาวบ้านชาวช่องใน Cluster ทั้งนั้น และการที่มันไม่แผ่รังสีไม่แผ่ความร้อนทำให้กลุ่มแก๊สใน Cluster มีอุณหภูมิเย็นลงจนอยู่ในช่วงที่เหมาะแก่การก่อตัวของดาวฤกษ์ เป็นเหตุให้เกิดการต่อของดาวฤกษ์จำนวนมากนั่นเอง ซึ่งปกติแล้วหลุมดำใจกลาง Cluster ทั่ว ๆ ไปจะแผ่รังสี X-ray และความร้อนออกมารอบด้านจากใจกลางของมันซึ่งจะทำให้บริเวณล้อมรอบหลุมดำมีอุณหภูมิสูงเกินกว่าที่กลุ่มแก๊สจะรวมตัวกลายเป็นดาวฤกษ์ได้ซึ่งหลุมดาวทั่ว ๆ ไปที่ว่าก็คือหลุมดำที่มันอยู่ใกล้โลก (ใกล้ในที่จริง ๆ ก็ไกลอยู่แหละ แต่ใกล้กว่า SpARCS1049) และมีอายุมาก เกิดมานานแล้ว จึงทำให้นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าหลุมดำที่อยู่ไกลหรืออยู่ขอบของ Observable universe และมีอายุน้อยอาจจะมีวัฏจักรที่แตกต่างออกไป

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO





Read More

บทความอื่น ๆ ที่ควรอ่านต่อ



เรื่องราวน่าสนใจ

อัพเดทเรื่องราว ข่าว และบทวิเคราะห์เจาะลึก