หลุมดำปรสิต กับการค้นพบที่ว่าด้วยหนึ่งในสิ่งที่อาจเป็นจุดจบของดวงดาวกลุ่มแรกในจักรวาลอย่าง ดาวฤกษ์
รายงานฉบับใหม่ของ ดร. เอิร์ล เบลลิงเจอร์ (Earl Bellinger) นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวเยอรมัน จากสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Max Planck Institute for Astrophysics and Yale University นำเสนอว่า ในดาวฤกษ์ขนาดใหญ่สีแดง Antares ของกลุ่มดาวแมงป่องพบหลุมดำเล็กๆ ที่ก่อตัวขึ้นในช่วงจุดกำเนิดของดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ยังคงอยู่ที่แกนกลางของพวกมันมายาวนาน และ ค่อยๆ กลืนวัตถุต่างๆ จนกลายเป็นหลุมดำขนาดใหญ่ขึ้นจากภายใน
ทั้งนี้ แน่นอนว่ามันยังเป็นเพียงรายงานข้อสังเกตที่น่าสนใจที่ยืนยันในการมีอยู่ของ หลุมดำปรสิต (Parasite Black Holes) แต่ยังไม่มีหลักฐานชัดเจนมารองรับเรื่องผลกระทบของมัน โดยการศึกษานี้ต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประเด็นสิ่งที่หลุมดำปรสิตมีผลต่อดวงดาวเหล่านี้
ในรายงานระบุว่า วัตถุดังกล่าวสามารถมีอายุยืนยาวอย่างน่าประหลาดใจ โดยหลุมดำที่มวลเบาที่สุดไม่มีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ แต่ที่หลุมดำที่มีมวลมากกว่าอาจกลืนกินดาวฤกษ์เมื่อเวลาผ่านไป รวมถึงมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น และอาจนำมาซึ่งจุดจบของ ดาวฤกษ์ นั้นๆ ได้
การก่อตัวของหลุมดำภายในดาวฤกษ์
หลุมดำที่มีช่วงมวลดาวฤกษ์อาจเกิดจากการยุบตัวของแกนกลางของดาวมวลมากเมื่อสิ้นสุดอายุขัย โดยการควบรวมของพวกมัน มีมวลมหาศาลซึ่งมากกว่าดวงอาทิตย์ หลุมดำชนิดนี้ซ่อนอยู่ในใจกลางของทุกกาแล็กซี ซึ่งแม้จะหาได้ยาก แต่มีจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ
อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถค้นพบหลุมดำเหล่านี้ใน ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ หรือดาวเคราะห์น้อย อาจเพราะวัตถุเหล่านี้มีมวลไม่เพียงพอ แรงโน้มถ่วงจึงพังทลายลงมาเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นเท่ากับหลุมดำ
กระนั้น ก็มีวิธีที่หลุมดำเล็กๆ สามารถก่อตัวได้ในทางทฤษฎีของ สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) ที่เขียนไว้ในปี 1970 และขยายความโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ เนื่องจากหลุมดำที่มีขนาดเล็กอาจก่อตัวขึ้นในวินาทีแรกหรือประมาณนั้นหลังจากบิ๊กแบง เมื่อสสารในจักรวาลยังคงร้อนและหนาแน่นพอที่จะเป็นหย่อมๆ ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นอาจพังทลายลงเป็นหย่อมแห่งกาลอวกาศที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
สิ่งที่น่าสนใจคือ หลุมดำดึกดำบรรพ์เหล่านี้ไปอยู่ที่ไหน หากเคยมีอยู่ ทำไมเพิ่งถูกค้นพบ เรื่องถือเป็นปริศนา และอาจนำไปสู่คำอธิบายเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงพิเศษในจักรวาลที่มาจากสสาร
หลุมดำปรสิตในดาวนิวตรอน
ในช่วงสุดท้ายของวงจรชีวิตดาวฤกษ์ที่พลังงานมอดดับ จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากการขยายเป็นดาวยักษ์แดง แต่วาระสุดท้ายจะเปลี่ยนแปลงเป็นอย่างไรขึ้นอยู่กับมวลสารของดาวฤกษ์ดาวนั้น ดาวฤกษ์มวลสารน้อยขนาดเล็ก กลายเป็น ดาวแคระขาว , ดาวฤกษ์มวลสารปานกลาง กลายเป็น ดาวนิวตรอน และ ดาวฤกษ์มวลสารมาก กลายเป็นเพียง หลุมดำ
นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่า หลุมดำปรสิตอาจหลบซ่อนอยู่ในดาวนิวตรอนตรงแกนกลางและสูบอาหารคล้ายกับเป็นพยาธิตัวตืดของจักรวาล ซึ่งมีความเป็นไปได้ว่าอาจไม่ใช่ในซากดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว แต่เป็นดาวฤกษ์ที่มีชีวิตอยู่และหลอมรวมเป็นดาวหลักของจักรวาล อาทิ ดวงอาทิตย์
สตีเฟน ฮอว์คิง เคยนำเสนอว่า ดวงอาทิตย์อาจมีหลุมดำดึกดำบรรพ์อยู่ และนักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าหลุมดำนั้นจะกลืนกินดาวฤกษ์จากภายใน ดังนั้นหลุมดำปรสิตอาจมีบทบาทในเอกภพมากกว่าที่คิด โดยผลวิจัยระบุว่า หลุมดำที่เล็กที่สุดจะมีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการเติบโต ดังนั้นหลุมดำจะใช้เวลายาวนานหลายพันล้านปีในการกลืนกินดาวฤกษ์ ส่วนหลุมดำขนาดใหญ่ที่มีมวลเท่ากับดาวเคราะห์แคระจะเติบโตเร็วกว่า โดยจะเริ่มกลืนกินดวงดาวจากแกนกลางแล้วค่อยๆ ขยายวงออก
ดาวฮอว์กิงผลกระทบจากหลุมดำปรสิต
ภายในหนึ่งพันล้านปี ฟิวชัน หรือ พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน ในดาวฤกษ์จะหมดไป เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนหมดไม่สามารถให้พลังงานได้อีกต่อไป ดาวฤกษ์จะถูกขับเคลื่อนโดยจานสะสมมวลสารที่หมุนรอบหลุมดำแทน ซึ่งบางทีแสงของดาวฤกษ์ทั้งหมดอาจเกิดจากหลุมดำ โดยนักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งชื่อดาวประเภทสมมุติเหล่านี้ว่า ดาวฮอว์กิง
อนึ่ง นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาดาวเหล่านี้เพื่อค้นหา หลุมดำปรสิต ได้ โดยคาดว่าการสะสมของหลุมดำจะสร้างรูปแบบในดาวฤกษ์ที่แตกต่างกัน ซึ่งตรวจพบได้เมื่อความสว่างบนพื้นผิวดาวเปลี่ยนแปลงไปเพียงเล็กน้อย แต่การเปลี่ยนแปลงความสว่างจะเป็นอย่างไรยังไม่ทราบแน่ชัด โดยนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาหลุมดำปรสิตตั้งเป้าที่จะตอบคำถามดังกล่าวในรายงานฉบับต่อๆ ไป
นอกจากนี้ยังมีประเด็นเรื่องกำหนดขอบเขตจำนวน อัตราการจับตัว ผลกระทบของดาวฤกษ์ในระยะวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่มีมวลและความเป็นโลหะต่างกัน รวมถึงพลังงานที่แท้จริงของหลุมดำปรสิต
สืบค้นและเรียบเรียง สิทธิโชติ สุภาวรรณ์
ภาพจาก ILLUSTRATION BY DANA BERRY, NASA
ข้อมูลอ้างอิง
https://www.sciencealert.com/parasite-black-holes-could-be-eating-away-at-stars-from-the-inside
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad04de
https://www.wionews.com/science/parasite-black-holes-devouring-stars-from-inside-says-study-670146
อ่านเพิ่มเติม : หลุมดำ คืออะไร? รู้จัก ‘แรงดึงดูดทำลายล้าง’ แห่งจักรวาลของเรา
