หลุมดำเป็นหนึ่งในวัตถุที่มีธรรมชาติชวนพิศวงที่สุดในเอกภพ มันเป็นวัตถุที่มีความโน้มถ่วงสูงเสียจนแสงไม่สามารถเดินทางออกมาได้ ดังนั้นสิ่งใดที่ตกเข้าไปในหลุมดำแล้วจึงไม่สามารถกลับออกมาได้อีก

ที่ผ่านมานักดาราศาสตร์พบหลุมดำมาแล้วมากมาย ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภทคือ

  1. หลุมดำดาวฤกษ์ (stellar black hole) ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีมวลไม่มาก อย่างดีก็มีมวลเป็น 15 เท่า ของมวลดวงอาทิตย์
  2. หลุมดำมวลยิ่งยวด (supermassive black hole) เป็นหลุมดำที่มีมวลนับแสนจนถึงพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ หลุมดำแบบนี้จะอยู่ใจกลางของกาแล็กซีหลายๆ กาแล็กซี

ล่าสุดนักดาราศาสตร์ค้นพบหลุมดำแบบหายากมาก นั่นคือ หลุมดำมวลปานกลาง (Intermediate-mass black hole) ซึ่งมีมวล 2,200 เท่าของมวลดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์เชื่อว่าหลุมดำมวลปานกลางที่มีมวลตั้งแต่ร้อยเท่าถึงหมื่นเท่าของมวลดวงอาทิตย์ควรจะมีอยู่ทั่วไปในเอกภพ แต่น่าแปลกที่นักดาราศาสตร์กลับพบวัตถุที่อาจเป็นหลุมดำมวลปานกลางน้อยมากๆ

การพยายามตรวจจับหลุมดำมวลปานกลางให้พบจึงเป็นเรื่องท้าทาย เพราะมันอาจเป็นกุญแจสำคัญที่จะทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใจว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดนั้นเกิดขึ้นมาได้อย่างไร และการค้นพบหลุมดำมวลปานกลางในครั้งนี้จึงเป็นเรื่องน่าตื่นเต้นมากๆ

ทีมนักดาราศาสตร์พบมันในกระจุกดาวทรงกลมที่มีชื่อว่า 47 Tucanae อยู่ห่างจากโลกเราออกไปราวๆ 16,700 ปีแสง ทางกลุ่มดาวนกทูแคน (constellation of Tucana) กระจุกดาว ทรงกลม 47 Tucanae ที่นักดาราศาสตร์พบว่าที่ใจกลางมีหลุมดำมวลปานกลางอยู่

กระจุกดาวทรงกลมนี้มีดาวฤกษ์อยู่นับล้านดวงเกาะกลุ่มกันเป็นทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางราวๆ 120 ปีแสง ทำให้การมองหาหลุมดำที่อยู่ในกลางกระจุกดาวนี้เป็นสิ่งที่ยากมาก

นักวิจัยทีมนี้จึงใช้วิธีตรวจจับคลื่นวิทยุที่ดาวนิวตรอน 25 ดวงในกระจุกดาวนี้ปลดปล่อยออกมา (ดาวนิวตรอน คือแก่นของดาวฤกษ์ที่หลงเหลือจากการระเบิดในวาระสุดท้าย) พวกเขาตรวจจับการเคลื่อนไหวของดาวนิวตรอนเหล่านี้ และพบว่าพวกมันโคจรไปรอบๆ กระจุกดาวอย่างรวดเร็วเกินกว่าที่ใจกลางของมันจะเป็นดาวฤกษ์เพียงอย่างเดียว

จากการวิเคราะห์อย่างละเอียดพบว่าใจกลางของกระจุกดาวนี้คือหลุมดำที่มีมวลมากถึง 2,200 เท่าของมวลดวงอาทิตย์

อย่างไรก็ตาม พวกเขาพบว่ามวลหลุมดำที่ได้อาจมีความคลาดเคลื่อน แต่ถึงจะคลาดเคลื่อนก็อยู่ในช่วง 1,400-3,700 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งไม่ว่าจะมีค่าเท่าใดก็ยังอยู่ในช่วงของหลุมดำมวลปานกลางอยู่ดี

ขณะนี้ทีมนักวิจัยเตรียมตัวจะศึกษาหลุมดำนี้เพิ่มเติม เพื่อให้เข้าใจธรรมชาติของมันลึกซึ้งยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังจะทำการหาหลุมดำมวลปานกลางด้วยวิธีนี้ให้มากขึ้นด้วย เพื่อที่ในอนาคตความเข้าใจเหล่านี้จะได้ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจหลุมดำ วัตถุลึกลับดำมืดแห่งเอกภพนี้มากขึ้น

อ้างอิง:

Tags: , ,