| ที่มา | คอลัมน์ ฟิสิกส์ธรรมดาสาระมันส์ |
|---|---|
| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ www.facebook.com/ardwarong |
นักฟิสิกส์มั่นใจว่าที่ใจกลางกาแล็กซีจำนวนมากมีหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่ เนื่องจากการไหลวนของกลุ่มก๊าซและดาวฤกษ์รอบๆ ใจกลางกาแล็กซีบ่งบอกมวลของวัตถุที่อยู่ใจกลางกาแล็กซีได้
ยกตัวอย่างเช่น กาแล็กซี M87 ซึ่งเป็นกาแล็กซีทรงรีขนาดใหญ่ มีการปลดปล่อยสสารและพลังงานออกมาเป็นลำอย่างรุนแรง โดยลำพลังงานนี้พุ่งยาวเกือบ 5,000 ปีแสงด้วยความเร็วสูงมาก กลุ่มก๊าซที่อยู่บริเวณใจกลางเคลื่อนที่ไหลวนด้วยความเร็วเกือบ 1,000 กิโลเมตรต่อวินาที บ่งชี้ว่ามวลสารที่แกนกลางมีค่าราวๆ 3,500 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ข้อมูลในช่วงคลื่นวิทยุพบว่ามวลสารที่แกนกลางมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 2 แสนล้านกิโลเมตร
วัตถุที่มีมวลมากขนาดนี้ ถูกอัดแน่นในพื้นที่เล็กขนาดนี้ จะเป็นสิ่งใดไปไม่ได้นอกจากหลุมดำที่มีมวลมหาศาล
นักดาราศาสตร์พบว่าแทบทุกกาแล็กซีมีหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่ที่ใจกลาง แต่มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่จะเกิดการปลดปล่อยพลังงานออกมาเป็นลำเรียกว่า jet
อะไรเล่าทำให้หลุมดำมวลยิ่งยวดบางส่วนเกิดการปลดปล่อยพลังงาน (active) ออกมาในรูป jet
คำตอบคือ นักดาราศาสตร์พบว่ากาแล็กซีที่เคลื่อนที่เข้าชนกัน อาจทำให้มวลบางส่วนถ่ายเทสู่หลุมดำมวลยิ่งยวดอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานอย่างรุนแรงได้
แต่ในกาแล็กซีจำนวนมากนั้น มวลสารที่ไหลเข้าสู่หลุมดำมวลยิ่งยวดอาจไม่ได้มีปริมาณมากพอจะทำให้มันเกิดการปลดปล่อยพลังงานออกมา
ความน่าสนใจคือ นักดาราศาสตร์หามวลของหลุมดำมวลยิ่งยวด แล้วทำการเปรียบเทียบกับมวลของกาแล็กซีกับมวลของหลุมดำมวลยิ่งยวด พวกเขาพบว่ามวลของหลุมดำมวลยิ่งยวดมีความสัมพันธ์กับมวลของกาแล็กซีส่วนที่นูนขึ้นมาตรงกลาง (bulge) แต่ไม่ได้สัมพันธ์กับมวลที่เป็นแผ่นส่วนที่เป็นจานแบนๆ ของกาแล็กซี
มวลของหลุมดำมวลยิ่งยวดนั้นมีค่าประมาณ 1% ของมวลกาแล็กซีส่วนนูนตรงกลาง (M-sigma relation) ความสัมพันธ์ดังกล่าวทำให้นักดาราศาสตร์มองภาพการเกิดของกาแล็กซีว่าส่วน bulge ของกาแล็กซีเป็นส่วนที่เกิดขึ้นมาก่อน แล้วส่วนจานรอบๆ ค่อยเกิดตามมา ในขณะที่ bulge กำลังเกิดขึ้น มวลของก๊าซส่วนหนึ่งได้ตกเข้าสู่ใจกลางมากขึ้นเรื่อยๆ จนก่อกำเนิดเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดแล้วจึงเกิดการปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมาในรูป jet
อย่างไรก็ตาม กลไกการเกิดหลุมดำมวลยิ่งยวดยังเป็นหัวข้อที่นักดาราศาสตร์ศึกษาค้นคว้ากันอยู่
นอกจากแนวคิดว่าที่ก๊าซมหาศาลที่ก่อกำเนิดกาแล็กซีรวมตัวกันด้วยแรงโน้มถ่วงจนเกิดหลุมดำมวลยิ่งยวดโดยตรง นักดาราศาสตร์อีกส่วนหนึ่งเชื่อว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดเกิดจากหลุมดำดาวฤกษ์จำนวนมากดูดกลืนมวลสารมากขึ้นเรื่อยๆ แล้วเข้ามาชนกันจนกลายเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวด
ปัจจุบันความรู้เกี่ยวกับหลุมดำมวลยิ่งยวดกำลังเพิ่มขึ้นมากมาย และนักดาราศาสตร์สามารถสังเกตเห็นหลุมดำมวลยิ่งยวดที่กระเด็นออกจากกาแล็กซีจนเกือบไม่มีกลุ่มก๊าซหมุนวนอยู่รอบๆ แล้วด้วย
สุขสันต์วันคริสต์มาสนะครับ
