หลุมดำยักษ์ในกาแลคซีแคระ

 นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและการสำรวจจากภาคพื้นดินได้พบวัตถุที่ไม่น่าเป็นไปได้ในสถานที่ที่ไม่น่าเชื่อ เป็นหลุมดำปีศาจแห่งหนึ่งที่ฝังตัวอยู่ภายในหนึ่งในกาแลคซีที่จิ๋วที่สุดเท่าที่เคยพบมา

ภาพแสดงกาแลคซียักษ์มหึมา M60 ที่ใจกลางภาพพร้อมด้วยกาแลคซีแคระกะทัดรัดมาก M60-UCD1 ต่ำลงมา และในภาพขยายขึ้นด้านขวา

  หลุมดำแห่งนี้มีขนาด 5 เท่าของหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกของเรา มันอยู่ในกาแลคซีที่หนาแน่นที่สุดเท่าที่เคยพบมาแห่งหนึ่งคือ กาแลคซีแคระกะทัดรัดมาก(ultra-compact dwarf) M60-UCD1 ในกลุ่มดาวหญิงสาว(Virgo) มันบีบอัดดาว 140 ล้านดวงอยู่ภายในเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 300 ปีแสงหรือประมาณหนึ่งในห้าร้อยส่วนเส้นผ่าศูนย์กลางทางช้างเผือกของเรา ถ้าคุณอาศัยอยู่ในกาแลคซีแคระแห่งนี้ ท้องฟ้ายามค่ำคืนก็น่าจะระยิบระยับไปด้วยดาวอย่างน้อย 1 ล้านดวงที่เห็นได้ด้วยตาเปล่า ในขณะที่ท้องฟ้าบนโลกนั้นเห็นดาวเพียง 4 พันดวงเท่านั้น


การค้นพบนี้บอกเป็นนัยว่ายังมีกาแลคซีขนาดกะทัดรัดอีกมากมายหลายแห่งในเอกภพที่มีหลุมดำมวลมหาศาล นักดาราศาสตร์ได้โต้เถียงเกี่ยวกับธรรมชาติของกาแลคซีแคระกะทัดรัดมากมานานหลายปีว่าพวกมันเป็นกระจุกของดาวขนาดใหญ่มากที่ก่อตัวขึ้นพร้อมกัน หรือเป็นใจกลางหรือนิวเคลียสของกาแลคซีขนาดใหญ่กว่าที่ถูกฉีกทึ้งในระหว่างการชนกับกาแลคซีแห่งอื่น การสำรวจบอกว่ากาแลคซีแคระแท้จริงแล้วอาจจะเป็นซากที่เหลือของกาแลคซีขนาดใหญ่กว่าเนื่องจากกระจุกดาวไม่สามารถมีหลุมดำมวลมหาศาลได้ Anil Seth นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยยูท่าห์ ผู้เขียนนำรายงานการศึกษานานาชาติที่เผยแพร่ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 18 กันยายน กล่าวว่า เราไม่ทราบวิธีการอื่นใดเลยที่คุณจะสามารถสร้างหลุมดำที่ใหญ่ขนาดนี้ในวัตถุที่มีขนาดเล็กเช่นนี้ได้


ทีมของ Seth ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องช่วงตาเห็นและอินฟราเรดเจมิไนเหนือขนาด 8 เมตรบนยอดเมานาคี ในฮาวาย เพื่อสำรวจ M60-UCD1 และตรวจสอบมวลของหลุมดำ ภาพที่คมชัดจากฮับเบิลเผยให้เห็นรายละเอียดเกี่ยวกับเส้นผ่าศูนย์กลางและความหนาแน่นดาวฤกษ์ของกาแลคซี เจมิไนได้ตรวจสอบการเคลื่อนที่ของดาวซึ่งเป็นผลจากแรงดึงของหลุมดำ ข้อมูลเหล่านี้ถูกใช้เพื่อคำนวณมวลของหลุมดำ


หลุมดำเป็นวัตถุขนาดเล็กมากๆ ที่ยุบตัวภายในแรงโน้มถ่วงโดยมีแรงดึงโน้มถ่วงรุนแรงมากจนแม้แต่แสงก็หนีไม่พ้น คิดกันว่ามีหลุมดำมวลมหาศาล(supermassive blackholes) ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีมวลอย่างน้อย 1 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ อยู่ในใจกลางของกาแลคซีหลายแห่ง หลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกมีมวลประมาณ 4 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ แม้จะมีขนาดใหญ่แต่ก็มีมวลไม่ถึง 0.01% มวลรวมทางช้างเผือก เมื่อเปรียบเทียบกับหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลาง M60-UCD1 ซึ่งมีมวล 21 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ เทียบเป็น 15% ของมวลรวมกาแลคซีแคระแห่งนี้


นี่เป็นเรื่องที่มหัศจรรย์จากที่ทางช้างเผือกมีขนาดใหญ่กว่าถึง 500 เท่าและหนักกว่ากาแลคซีแคระ M60-UCD1 มากกว่าพันเท่า Seth กล่าว คำอธิบายหนึ่งก็คือ ครั้งหนึ่ง M60-UCD1 เคยเป็นกาแลคซีขนาดใหญ่ที่มีมวล 10 พันล้านเท่าดวงอาทิตย์ แต่หลังจากนั้นมันก็ผ่านเข้าใกล้ใจกลางของกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นอีก คือ M60 และในกระบวนการนี้ ดาวและสสารมืดทั้งหมดในส่วนนอกของกาแลคซีก็ถูกฉีกออกและกลายเป็นส่วนหนึ่งของ M60 ไป


ทีมเชื่อว่า M60-UCD1 ต่อไปภายหน้าอาจจะถูกดึงจนควบรวมอย่างสมบูรณ์กับ M60 ซึ่งมันเองก็มีหลุมดำปีศาจที่มีมวลถึง 4.5 พันล้านเท่าดวงอาทิตย์ หรือใหญ่กว่าหลุมดำของทางช้างเผือกมากกว่า 1 พันเท่าอยู่ เมื่อกาแลคซีควบรวมกันขึ้น หลุมดำที่กาแลคซีทั้งสองก็น่าจะควบรวมกันด้วย กาแลคซีทั้งสองอยู่ห่างกัน 50 ล้านปีแสง นอกจากนี้ M60 ยังส่งแรงดึงกาแลคซีแห่งอื่น NGC 4647 ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า M60 ประมาณ 25 เท่าด้วย


นักดาราศาสตร์บอกว่าวิธีที่ดาวเคลื่อนที่ในกาแลคซีแคระกะทัดรัดมากแห่งอื่นๆ น่าจะบอกใบ้ว่าพวกมันอาจจะมีหลุมดำมวลหมาศาลอยู่ แต่เหนืออื่นใด มีกาแลคซีแคระกะทัดรัดประมาณ 50 เท่าในกระจุกกาแลคซีที่ใกล้เรามากที่สุด และวัตถุเหล่านี้ก็แสดงความประหลาดร่วม นักวิทยาศาสตร์บอกว่ากาแลคซีแคระกะทัดรัดมากน่าจะเพิ่มจำนวนหลุมดำมวลมหาศาลที่พบในเอกภพพื้นที่ใกล้เคียงขึ้นอีกหนึ่งเท่าตัว นักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโครงการที่กำลังดำเนินไปนี้อาจจะให้หลักฐานแน่ชัดของหลุมดำมวลมหาศาลในแคระกะทัดรัดมากแห่งอื่นๆ อีก 4 แห่ง

rook   :รายงาน
 
แหล่งที่มา: space.com : surprise! Monster black hole found in dwarf galaxy

spaceref.com : Hubble helps find smallest known galaxy containing a supermassive black hole 

Share on Google Plus

About Unknown

This is a short description in the author block about the author. You edit it by entering text in the "Biographical Info" field in the user admin panel.