นักดาราศาสตร์ค้นพบหลุมดำแห่งใหม่ เป็นชนิดที่หาได้ยาก อยู่ในกาแล็กซีที่ห่างจากโลกไปประมาณ 450 ล้านปีแสง โดยถูกพบได้ระหว่างกำลังกลืนกินดาวฤกษ์เข้าไป จากข้อมูลการสำรวจของกล้องโทรทรรศน์อวกาศต่างๆ ในวงโคจรรอบโลก
หลุมดำที่ถูกพบในครั้งนี้ มีชื่อว่า NGC 6099 HLX-1 เป็นวัตถุปรากฏสว่างในบริเวณกระจุกดาวฤกษ์หนาแน่นของกาแล็กซี NGC 6099 ห่างจากใจกลางไปประมาณ 40,000 ปีแสง ซึ่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราได้ตรวจพบแสงสว่างวาบในช่วงรังสีเอ็กซ์จากจุดนี้เป็นครั้งแรกในปี 2009 และได้มีการสำรวจอย่างต่อเนื่องนับจากนั้น จนพบว่าแหล่งกำเนิดแสงดังกล่าว มาจากหลุมดำที่กำลังกลืนกินดาวฤกษ์เข้าไป
Yi-Chi Chang หัวหน้าคณะวิจัยในการค้นพบครั้งนี้ ระบุว่า “แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ที่มีความสว่างระดับนี้นั้นหาได้ยากในบริเวณนอกใจกลางกาแล็กซี และอาจเป็นข้อมูลสำคัญในการระบุตำแหน่งของหลุมดำมวลปานกลาง ซึ่งเป็นส่วนที่ขาดหายไปในวิวัฒนาการของหลุมดำ ระหว่างหลุมดำมวลดาวฤกษ์ และหลุมดำมวลยิ่งยวด”
จากข้อมูลการสำรวจในปัจจุบัน กาแล็กซีต่างๆ ในจักรวาลนั้น จะมีหลุมดำมวลยิ่งยวด หรือ Supermmasive Black Holes ที่มีมวลมากกว่าล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ อยู่ในบริเวณใจกลางของกาแล็กซี เช่นเดียวกับหลุมดำมวลดาวฤกษ์ หรือ Stellar-Mass Black Holes ซึ่งมีมวลน้อยกว่า 100 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ที่ควรมีอยู่โดยทั่วไปในกาแล็กซีต่างๆ เช่นเดียวกับในทางช้างเผือกของเรา
อย่างไรก็ตาม หลุมดำมวลปานกลาง หรือ Intermediate-Mass Black Holes ที่อยู่กึ่งกลางระหว่างหลุมดำทั้งสองประเภท หรือมีมวลมากกว่า 100 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แต่ไม่ถึง 100,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ กลับเป็นหลุมดำที่นักดาราศาสตร์พบเจอได้ยากมาก เนื่องจากมันไม่ค่อยกลืนกินมวลสารจากดาวฤกษ์บ่อยเหมือนกับหลุมดำมวลยิ่งยวด ที่จะปลดปล่อยรังสีพลังงานสูงออกมาจนสามารถตรวจสอบได้ชัดเจนจากโลก
นักดาราศาสตร์จึงพยายามค้นหาเหตุการณ์ Tidal Disruption Event ที่มีดาวฤกษ์โชคร้ายโคจรผ่านเข้ามาใกล้หลุมดำมวลปานกลาง จนถูกฉีกขาดและกลืนกินเข้าไป เป็นเทคนิคการหาหลุมดำมวลปานกลางโดยอ้อม ซึ่งเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นกับหลุมดำ NGC 6099 HLX-1 ในปี 2009 จนทำให้เกิดการแผ่รังสีเอ็กซ์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 3 ล้านองศาเซลเซียส สอดคล้องกับการเกิดเหตุการณ์ Tidal Disruption Event โดยหลุมดำ
ข้อมูลจากกล้องฮับเบิลยังพบว่าบริเวณที่หลุมดำแห่งนี้ตั้งอยู่ มีกระจุกดาวฤกษ์ที่โคจรอยู่ค่อนข้างใกล้กัน มีระยะห่างเพียงไม่กี่เดือนแสงระหว่างกันเท่านั้น (ดวงอาทิตย์ และดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ที่สุด อยู่ห่างไป 4 ปีแสง) ซึ่งดาวฤกษ์เหล่านี้อาจเป็นแหล่งอาหารชั้นดีของหลุมดำ NGC 6099 HLX-1 ที่นักดาราศาสตร์พบว่ามีความสว่างมากสุดในปี 2012 ก่อนค่อยๆ ลดลงจนถึงการสังเกตการณ์ล่าสุดด้วยกล้อง XMM-Newton ในปี 2023
ทั้งนี้ นักดาราศาสตร์ยังต้องศึกษาหลุมดำแห่งนี้เพิ่มเติม เพื่อประเมินว่าหลุมดำมวลปานกลางใช้เวลากลืนกินดาวฤกษ์นานแค่ไหน ความสว่างจะพุ่งกลับมาอีกไหม หรือมันจะค่อยๆ หรี่ความสว่างลงจนมืดสนิทไปอีกครั้งในช่วงรังสีเอ็กซ์
ในปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ต้องการศึกษาหลุมดำมวลปานกลางเหล่านี้เพิ่มเติม เพื่อทำความเข้าใจว่าวิวัฒนาการของหลุมดำนั้นเป็นเช่นไร โดยเฉพาะการเกิดของหลุมดำมวลยิ่งยวด ว่ามาจากการควบรวมกันของหลุมดำมวลปานกลาง หรือมาจากการยุบรวมของเมฆก๊าซในยุคแรกๆ ของเอกภพ และกำเนิดขึ้นเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดได้โดยตรง ซึ่งการพบเหตุการณ์ Tidal Disruption Event เพิ่มเติม จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจพฤติกรรมของหลุมดำมวลปานกลางเหล่านี้ได้
แม้ข้อจำกัดจากข้อมูลข้องกล้องจันทรา และกล้อง XMM-Newton ที่ศึกษาห้วงจักรวาลในช่วงรังสีเอ็กซ์ จะเป็นมุมมองการมองเห็นของกล้องที่ค่อนข้างจำกัด จนอาจพลาดมองเห็นการเกิดปรากฏการณ์ Tidal Disruption Event ในส่วนอื่นของท้องฟ้าไปได้ แต่ในปัจจุบันได้มีกล้องของหอดูดาว Vera C. Rubin ในชิลี ที่ทำการสำรวจความเปลี่ยนแปลงของท้องฟ้าทุกคืน เป็นระยะเวลานานกว่า 10 ปี ซึ่งอาจมีส่วนช่วยให้ค้นพบหลุมดำมวลปานกลางแบบนี้เพิ่มเติมได้ในอนาคตอันใกล้
ข้อมูลการค้นพบดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal เมื่อวันที่ 20 เมษายน 2025 ที่ผ่านมา
ภาพ: NASA, ESA, Ralf Crawford (STScI)
อ้างอิง:
