เควซาร์ หนึ่งในวัตถุสว่างที่สุดในจักรวาล แท้จริงแล้วคือหลุมดำที่กลืนกินทุกสิ่งในอวกาศ กลายเป็นหลุมดำที่สว่างที่สุดและเติบโตเร็วสุดเท่าที่เคยมีมา และนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสถิตินี้จะไม่ถูกทำลาย
เควซาร์ – ในปี 2022 ยานสำรวจอวกาศ ‘ไกอา’ (Gaia) ขององค์การอวกาศยุโรปหรือ ESA (European Space Agency) กำลังทำแผนที่ตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์กว่า 2 พันล้านดวงในทางช้างเผือก
แต่แล้วนักวิทยาศาสตร์ในโครงการก็พบกับจุดสว่างสไวยิ่งกว่าสิ่งใดจนทำให้เกิดความประหลาดใจ
การตรวจสอบเพิ่มเติมระบุว่าวัตถุนี้อยู่ห่างจากโลกราว 12 พันล้านปีแสง และมีน้ำหนักระหว่าง 17 พันล้านถึง 19 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ทีมวิจัยจึงคิดว่ามันไม่น่าจะเป็นดาวฤกษ์ที่ปกติมากนัก พวกเขาตั้งชื่อให้มันว่าเควซาร์ ‘J0529-4351’ (เควซาร์ หรือ quasars เป็นชื่อเรียกวัตถุที่มีความสว่างผิดปกติอย่างมาก มันอาจเป็นกระจุกดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ยักษ์ หรือกระจุกกาแล็กซีที่อยู่ไกลโพ้นก็ได้)
“นี่ก็เป็นอีกหนึ่งวัตถุที่ส่องสว่างที่สุดในจักรวาลเช่นกัน มันสว่างกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 200 ล้านล้านเท่า” ดร. คริสเตียน วูล์ฟ (Christian Wolf) นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย กล่าว เขาเชื่อว่าสถิตินี้จะไม่มีวันถูกทำลาย
ที่จริงแล้ว การประเมินความสว่างของสิ่งที่อยู่ไกลเป็นหมื่นล้านปีแสงนั้นยากที่จะบอกได้ชัดเจนว่ามันลักษณะอย่างไร เปรียบเทียบเช่น มันอาจเป็นหลอดไฟดวงเล็กที่อยู่ใกล้ หรือเป็นหลอดไฟดวงใหญ่ที่ไกลก็ได้เช่นกัน ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ จำนวนมากเช่น มุมที่เราเห็น อวกาศที่แสงของมันเดินทางผ่านมา หรือฝุ่นที่อยู่ระหว่างทาง
แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าตัวเลขความสว่างสูงสุดอาจขึ้นไปที่ 500 ล้านล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ด้วยความลึกลับของวัตถุนี้ทำให้ผู้เชี่ยวชาญต้องการที่จะคำตอบให้ได้ว่ามันคืออะไรกันแน่ การสังเกตการณ์เพิ่มเติมด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT: Very Large Telescope) จากภาคพื้นดินในทะเลทรายอาตากามา ได้เผยผลลัพธ์ไว้ในวารสาร Nature ที่เพิ่มเผยแพร่วันที่ 19 กุมภาพันธ์ว่า ‘J0529-4351’ คือหลุมดำที่กำลังกินอย่างดุร้ายราวกับพายุโหมกระหน่ำ
“มันดูเหมือนเซลล์พายุสนามแม่เหล็กขนาดมหึมา อุณหภูมิ 10,000 องศาเซลเซียส มีฟ้าผ่าทุกที่ และมีลมพัดเร็วมากจนสามารถโคจรรอบโลกได้ในไม่กี่วินาที” ดร. วูล์ฟ กล่าว “เซลล์พายุนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 ปีแสง ซึ่งมากกว่าระยะทางจากระบบสุริยะของเราถึง อัลฟาเซนทอรี ดาวดวงในอีกกาแล็กซีถัดไปถึง 50 เปอร์เซ็น” (ระยะทางจากโลกไปอัลฟาเซนทอรีอยู่ที่ 4.367 ปีแสง)
หลุมดำนั้นเป็นวัตถุสุดขั้วของจักรวาล มันเป็นชื่อเสียงโด่งดังในเรื่องแรงโน้มถ่วงมหาศาลจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถหลุดรอดออกมาได้หากพ้นขอบฟ้าเหตุการณ์ลงไปแล้ว (Event Horizon) ด้วยแรงมหาศาลนี้มันสามารถ ‘ดึง’ เอาอะไรก็ตามที่โคจรผ่านมาใกล้ ๆ เข้าสู่หลุมดำ ฉีกกระฉากให้กลายเป็นสสาร จากนั้นก็เหวี่ยงมวลสารไปรอบ ๆ ด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง
พลังอันรุนแรงนี้สามารถสร้างแรงเสียดทานส่งผลให้สสารร้อนขึ้นจนเปล่งแสงที่สามารถตรวจจับได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเช่นเดียวกับ M87 ภาพหลุมดำจริงหลุมแรกที่มนุษยชาติถ่ายไว้ได้ และ Sagittarius A* หลุมดำใจกลางทางช้างเผือก แต่ด้วยขนาดใหญ่ใหญ่ยักษ์ 17 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ทำให้มันดูดกลืนสสารอย่างตะกละตะกลามด้วยปริมาณเท่าดวงอาทิตย์ 1 ดวงทุกวัน
แม้มันจะไม่ใช่หลุมดำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมา แต่ก็ถูกจัดว่าอยู่ในระดับท็อปอย่างแน่นอน ทีมวิจัยประเมินว่า ‘J0529-4351’ กำลังกินสสารอย่างรวดเร็วจนเข้าใกล้ขีดจำกัดของ ‘เอ็ดดิงตัน’ (Eddington) ซึ่งเป็นขีดบนสุดของความสว่างที่จะเป็นตัวกำหนดขนาดของมันได้ หรือพูดง่าย ๆ ว่าทุกด้านของมันไม่ว่าจะเป็นความสว่างและขนาดต่างอยู่ในระดับสูงเกือบที่สุด
“ในแง่ของความส่องสว่าง และอัตราการเติบโต J0529-4351 เป็นเควซาร์ที่รุนแรงที่สุดที่เคยรู้จักมา” รายงานระบุ
ทว่านักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่แน่ใจว่ามันเติบโตขึ้นมาอย่างรวดเร็วเช่นนี้ได้อย่างไร เพราะเมื่อคิดจากระยะทาง 12 พันล้านปีแสงแล้ว นั่นหมายความว่าหลุมดำหลุมนี้เกิดขึ้นหลังบิ๊กแบงเพียง 1.5 พันล้านปีเท่านั้น บางทีอาจเพราะช่วงแรกของจักรวาลมีสสารให้กินเป็นจำนวนมาก แล้วเพิ่มขึ้นตามเวลาที่ผ่านไป
“ในจักรวาลวัยรุ่น (ยุคที่หลุมดำนี้ก่อตัวขึ้น) สสารกำลังเคลื่อนที่อย่างโกลาหล และป้อนหลุมดำที่หิวโหย” ศาสตราจารย์ ราเชล เว็บสเตอร์ (Rachel Webster) จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น กล่าว “แต่ในปัจจุบัน ดาวฤกษ์กำลังเคลื่อนที่อย่างเป็นระบบระเบียบอยู่ในระยะที่ปลอดภัย และแทบจะไม่เคยดิ่งลงสู่หลุมดำเลย”
แต่แน่นอนว่ายังมีคำถามปลายเปิดอีกมากที่รอการค้นพบอยู่ สิ่งเหล่านี้จะช่วยให้เราเข้าใจจักรวาลอันลึกลับนี้มากขึ้น
“แม้ว่าความสว่างของมันจะบ่งบอกถึงการเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่การดำรงอยู่ของมันนั้นก็ยากที่จะอธิบาย” รายงานระบุ “เมื่อหลุมดำเริ่มต้นจากเศษที่เหลือจากการยุบตัวของดาวฤกษ์ และขยายตัวเป็นระยะ ๆ ภายในขอบเขตเอ็ดดิงตัน แต่ก็ไม่มีใครคาดคิดว่าจะไปถึงมวลที่เห็นได้ชัดเจนในช่วงเวลาตั้งแต่บิ๊กแบงจนถึงยุคสังเกตการณ์ ซึ่งก่อให้เกิดการค้นหาสถานการณ์ทางเลือกอื่น”
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
Photograph by NASA
ที่มา
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02195-x
https://www.sciencealert.com/the-hungriest-black-hole-ever-found-eats-a-whole-sun-every-day
อ่านเพิ่มเติม พบ หลุมดำ ที่เติบโตเร็วและสว่างที่สุด สามารถกินสสารเท่าโลกทั้งใบทุกวินาที
