หลุมดำ รายงานการค้นพบนี้เผยแพร่ทางวารสารรายเดือนของราชสมาคมดาราศาสตร์ (Royal Astronomical Soceity) ในสหราชอาณาจักร โดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเดอรัม ได้ระบุว่า ในใจกลางของดาราจักรที่ชื่อว่า Abell 1201 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 2.7 พันล้านปีแสง มี ‘ยักษ์ใหญ่’ แฝงตัวอยู่ และมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมา โดยมีขนาดอยู่ที่ 3.27 หมื่นล้านเท่าของดวงอาทิตย์

“หลุมดำนี้มีมวลประมาณ 3 หมื่นล้านเท่าของดวงอาทิตย์ของเรา เป็นหนึ่งในหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบมา และอยู่บนขีดจำกัดสูงสุดที่เราเชื่อว่าจะเกิดหลุมดำในทางทฤษฎีได้” เจมส์ ไนติงเกล (James Nightingale) นักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเดอรัมกล่าว “นี่จึงเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง”

มีหลุมดำอยู่มากมายในเอกภพ แต่หลายแห่งไม่ได้ใหญ่โตขนาดนี้ เพราะการขยายตัวเองของหลุมดำจำเป็นต้องสะสมมวลสารอย่างขยันขันแข็งตลอดเวลานับตั้งแต่กำเนิดจักรวาล รวมถึงการควบรวมหลุมดำด้วยกันเอง แต่ถึงแม้จะมีขนาดมหึมาเช่นนั้น การตรวจจับมันก็เป็นเรื่องที่ทำได้ยากยิ่งอยู่ดี

วิธีหนึ่งที่นักดาราศาสตร์ใช้กันคือ มองหาผลกระทบของสิ่งที่เรียกว่า ‘เลนส์ความโน้มถ่วง’ ที่บิดเบี้ยวกาลอวกาศ ซึ่งสามารถขยายแสงอันไกลโพ้นที่อยู่ด้านหลังของมันให้มองเห็นได้ชัดขึ้น รวมไปถึงหลุมดำด้วยเช่นกัน โดยกาแล็กซี Abell 1201 นั้นมีความโน้มถ่วงรุนแรงที่นักวิทยาศาสตร์ต่างประหลาดใจ

มันยืดแสงของกาแล็กซีด้านหลังให้คล้ายเส้นคิ้วเปื้อน รอยนี้ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 2003 และนักดาราศาสตร์ก็ไม่รู้ว่าทำไม พวกเขาเสนอว่าอาจมีหลุมดำขนาดใหญ่อยู่ตรงใจกลาง แต่ด้วยเทคโนโลยีที่ยังไม่ละเอียดพอ จึงไม่สามารถแยกแยะข้อมูลเพื่อเปิดเผยเพิ่มเติมถึงสิ่งที่อยู่ในนั้น

เมื่อเวลาผ่านไป ไนติงเกลและเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถเข้าถึงข้อมูลได้มากขึ้น จนสามารถทำการจำลองสองแสงที่เคลื่อนผ่านเลนส์ความโน้มถ่วงได้หลายแสนครั้ง เพื่อมองหาชุดข้อมูลที่ตรงกับผลสังเกตจากดาราจักร Abell 1201 นั่นคือหลุมดำใจกลางกาแล็กซีที่มีมวลขนาด 32.7 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์

เป็นหลักฐานถึงหลุมดำมวลมหาศาลที่สามารถเกิดขึ้นได้ในทฤษฎีการวิวัฒนาการของจักรวาล โดยมีจำนวนสูงสุดอยู่ที่ 5 หมื่นล้านเท่าของดวงอาทิตย์

“หลุมดำที่ใหญ่ที่สุดที่เรารู้จักส่วนใหญ่อยู่ในสถานะที่เคลื่อนไหว (Active State) ซึ่งสสารที่ถูกดึงเข้ามาใกล้กับหลุมดำจะร้อนขึ้นและปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสง รังสีเอกซ์ และรังสีอื่นๆ” ไนติงเกลกล่าว

“อย่างไรก็ตาม เลนส์ความโน้มถ่วงนี้ทำให้สามารถศึกษาหลุมดำที่ไม่เคลื่อนไหวได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้กับกาแลคซีอันไกลโพ้นในปัจจุบัน วิธีการนี้จะสามารถช่วยให้เราตรวจพบหลุมดำอีกมากมายนอกเหนือจากจักรวาลในพื้นที่ของเรา และเผยให้เห็นว่าวัตถุแปลกใหม่เหล่านี้วิวัฒนาการต่อไปอย่างไรในช่วงเวลาจักรวาล” และอาจรวมไปถึงเป็นคำใบ้บางอย่างเกี่ยวกับวิธีที่พวกมันสามารถเติบโตจนมีขนาดใหญ่ได้

สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
Image by ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey. org), N. Bartmann

ที่มา

https://academic.oup.com/mnras/article/521/3/3298/7085506

https://www.iflscience.com/new-supermassive-black-hole-weighs-30-billion-times-our-sun-68203

https://www.space.com/largest-known-black-hole-discovered-through-gravitational-lensing

https://www.sciencealert.com/one-of-the-biggest-black-holes-ever-detected-is-actually-bigger-than-we-thought

อ่านเพิ่มเติม กล้องเจมส์เวบบ์ เผยภาพ ‘ดวงดาวกำลังเข้าสู่ขั้นตอนการตาย’ ที่สวยงาม และจะกลายเป็นซุปเปอร์โนวา การระเบิดที่ยิ่งใหญ่ของจักรวาล