จีนพบหลุมดำ “สเตลลาร์ แบล็กโฮล” มหึมาจนไม่น่าเกิดขึ้นได้

(ภาพ-Pixabay)

ทีมศึกษาวิจัยทางด้านดาราศาสตร์จากสาธารณรัฐประชาชนจีน นำโดยศาสตราจารย์ หลิว จี้เฟิง นักดาราศาสตร์จากสถาบันวิชาการด้านวิทยาศาสตร์แห่งจีน เผยแพร่ผลงานการค้นพบหลุมดำชนิด “สเตลลาร์ แบล็กโฮล”หรือ “หลุมดำของดาวฤกษ์” ที่มีขนาดใหญ่มหึมา คือมีมวลมากถึงราว 70 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ในวารสารวิชาการ เจอร์นัล เนเจอร์ เมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายนที่ผ่านมา

การค้นพบครั้งนี้ เป็นการทำลายทฤษฎีตามองค์ความรู้เดิมที่ระบุว่า สเตลลาร์แบล็กโฮล จะมีมวลระหว่าง 1.5 เท่าเรื่อยไปจนถึงสูงสุดเพียง 20 เท่าของมวลดวงอาทิตย์เท่านั้น ทั้งนี้เนื่องจากหลุมดำชนิดนี้เกิดจากการยุบตัวของดาวฤกษ์ หรือดาวนิวตรอน ซึ่งมีมวลเริ่มต้นไม่เกิน 100 เท่าของดวงอาทิตย์ของเราเท่านั้นเอง เมื่อผ่านกระบวนการตามขั้นตอนวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ก็จะสูญเสียมวลไปเรื่อยๆ เมื่อถึงขั้นตอนการยุบตัวจึงไม่ควรมีมวลมากไปกว่านั้น

ทีมวิจัยของศาสตราจารย์หลิว ให้ชื่อรหัสหลุมดำชนิดนี้ไว้ว่า แอลบี-1 (ออกเสียงว่า แอลบี-วัน) อยู่ห่างจากโลกไปราว 15,000 ปีแสง ภายในแกแล็กซี หรือ ดาราจักรทางช้างเผือกของเรา

“หลุมดำที่มีมวลมหาศาลขนาดนี้ ไม่ควรจะมีอยู่ในแกแล็กซีของเรา ตามรูปแบบซึ่งเป็นแบบฉบับของวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่เราส่วนใหญ่ยึดถือกันอยู่ในปัจจุบัน” ศาสตราจารย์หลิวระบุ “แต่ แอลบี-1 มีมวลมากกว่ามวลสูงสุดที่เรายึดถือกันอยู่ว่าเป็นไปได้ถึงสองเท่าตัว การค้นพบครั้งนี้จึงกลายเป็นความท้าทายสำหรับนักทฤษฎีทั้งหลายที่จะหาคำอธิบายว่ามันก่อตัวขึ้นมาได้อย่างไร”

ทีมวิจัยของจีนได้เสนอแนวทางที่อาจเป็นสาเหตุที่อาจเป็นไปได้ซึ่งทำให้หลุมดำ แอลบี-1 มีขนาดมหึมาเช่นนี้ไว้จำนวนหนึ่ง โดยทฤษฎีแรก ระบุว่าขนาดใหญ่เหลือเชื่อของ แอลบี-1 เกิดขึ้นได้เพราะหลุมดำนี้ไม่ได้เกิดจากการยุบตัวเข้าสู่จุดศูนย์กลางของดาวฤกษ์เพียงดวงเดียว แต่อาจเกิดขึ้นจากหลุมดำที่มีขนาดย่อมกว่า 2 หลุมซึ่งโคจรอยู่โดยรอบซึ่งกันและกัน แล้วเกิดชนหรือรวมตัวกันเข้า

ทฤษฎีที่เป็นไปได้อีกทางหนึ่งก็คือ แอลบี-1 อาจกำเนิดมาจากการยุบตัวของซุปเปอร์โนวา ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่จะเกิดขึ้นเป็นขั้นตอนสุดท้ายในวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ นั่นคือการระเบิดออกเป็นซุปเปอร์โนวา ดีดสสารต่างๆ กระจายออกไปในทุกทิศทุกทางจากแรงระเบิด ต่อมาสสารเหล่านี้ตกกลับลงไปในซุปเปอร์โนวาที่กำลังยุบตัวดังกล่าว ก่อให้เกิดเป็นหลุมดำขนาดใหญ่ขึ้นมา

ทฤษฎีการเกิดหลุมดำในขณะที่เป็นซุปเปอร์โนวาดังกล่าวนี้ ในทางทฤษฎีแล้วเป็นไปได้ แต่ยังไม่เคยมีนักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบพบ หรือสามารถสังเกตุการณ์เห็นได้ด้วยตา ถ้าหาก แอลบี-1 ก่อตัวขึ้นตามทฤษฎีนี้จริง การค้นพบครั้งนี้ก็จะเป็นการค้นพบหลักฐานโดยตรงครั้งแรกสุดที่แสดงให้เห็นถึงกระบวนการดังกล่าว

สเตลลาร์ แบล็กโฮล หรือหลุมดำของดาวฤกษ์นั้น เชื่อว่ามีกระจัดกระจายอยู่ทั่วไปในจักรวาล แต่ยากที่จะตรวจสอบพบได้ เนื่องจากมักไม่ปล่อยให้รังสีเอ็กซ์เรย์ เล็ดรอดออกมาได้ โดยจะแผ่รังสีเอ็กซ์เรย์ก็ต่อเมื่อมันกำลังกลืนกินเทหวัตถุอย่างหนึ่งอย่างใดอยู่เท่านั้น ทำให้จนถึงขณะนี้มีการค้นพบหลุมดำชนิดนี้เพียงไม่กี่สิบหลุมเท่านั้น

ทีมวิจัยจากจีน ไม่ได้ใช้วิธีการสำรวจหารังสีเอ็กซ์เรย์ แต่ใช้วิธีการตรวจสอบหาดาวฤกษ์ที่โคจรอยู่รอบวัตถุบางอย่างที่มองไม่เห็นเพราะถูกแรงโน้มถ่วงจากหลุมดำดึงดูดเข้าหามันนั่นเอง

เมื่อตรวจสอบด้วยวิธีนี้ ไม่นานทีมวิจัยก็พบดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ราว 8 เท่าโคจรอยู่รอบบางอย่างที่มองไม่เห็น ซึ่งปรากฏในเวลาต่อมาว่าคือ แอลบี-1 นั่นเอง

บทความก่อนหน้านี้สกู๊ป : กำปั้นไทยเป้า5ทองซีเกมส์ – วางแผนเดินหน้าคัดเลือกอลป. ส
บทความถัดไป‘ทนายรณณรงค์’ นำทีมลง ‘เกาะพะงัน’ เก็บข้อมูลเอาผิดนายทุนรุกหาดสาธารณะ