;

www./oocities.com/pontipa001
หน้าแรก

พบหลุมดำประเภทใหม่ (2 ธันวาคม 2545)

       กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ค้นพบหลุมดำขนาดกลางซึ่งมีมวลตั้งแต่ไม่กี่ร้อยถึงไม่กี่พันเท่ามวลดวงอาทิตย์ ที่ยังไม่ทราบว่าก่อตัวอย่างไร อยู่ภายในใจกลางของกระจุกดาวทรงกลม 2 กระจุก หลังจากใช้เวลาเกือบ 30 ปี ในการค้นหา นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลุมดำประเภทใหม่ ซึ่งคิดว่าน่าจะมีอยู่จริงแต่ไม่เคยพบเลย สถานที่ที่พบหลุมดำขนาดกลางอยู่ในที่ที่น่าประหลาดใจซึ่งจะนำความเข้าใจที่มากขึ้นเกี่ยวกับการก่อตัวของทั้งหลุมดำ และสถานที่ที่มันอยู่ 


ภาพแสดงตำแหน่งของกระจุกดาวทรงกลม M15 และ G1

       ทีมงาน 2 ทีมซึ่งใช้กล้องฮับเบิลต่างก็ค้นพบหลุมดำในใจกลางของกระจุกดาวทรงกลม (globular cluster) ที่ต่างกัน ทีมหนึ่งซึ่งนำโดย Roeland Van Der Marel จาก STScI( Space Telescope Science Institute) พบหลุมดำที่มีมวลประมาณ 4,000 เท่ามวลดวงอาทิตย์ในใจกลางของ M15  ซึ่งเป็นกระจุกดาวทรงกลมที่อยู่ไกลจากเราออกไป 32,000 ปีแสงในกลุ่มดาวม้ามีปีก(Pegasus) ส่วนอีกทีมที่นำโดย Michael Rich จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลลิส พบหลุมดำมวล 20,000 เท่าดวงอาทิตย์อยู่ในใจกลาง G1 ที่เป็นกระจุกดาวทรงกลมอยู่ห่างจากเรา 2.2 ล้านปีแสงในกาแลคซีแอนโดรเมด้า 


 M15 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 40000 ปีแสง
 และยังเป็นหนึ่งในกระจุกดาวทรงกลม
150 แห่ง 
ที่ก่อตัวเป็น
halo รอบกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา


กระจุกดาวทรงกลม G1
อยู่ส่วนนอกของกาแลคซีแอนโดรเมด้า

      ก่อนหน้านี้ นักดาราศาสตร์ทราบแล้วว่ามีหลุมดำอยู่ 2 แบบ คือ หลุมดำมวลมหาศาล (supermassive blackhole) ซึ่งมีมวลตั้งแต่ล้านถึงหลายพันล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์อยู่ที่ใจกลางของกาแลคซีทั้งหลาย ที่ดูเหมือนจะก่อตัวระหว่างกระบวนการกำหนดรูปร่างใจกลางของกาแลคซี  และหลุมดำดวงดาว (stellar blackhole) ซึ่งมีมวลเพียงไม่กี่เท่าของดวงอาทิตย์ ก่อตัวจากการยุบตัวของซากที่เหลืออยู่ของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่อายุมากที่ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา(supernova)
     
ในการประกาศข่าวต่อสื่อมวลชน นักทฤษฏีจากมหาวิทยาลัยเพนน์ซิลวาเนียสเตท  
Steinn Sigurdsson ได้เรียกหลุมดำประเภทใหม่นี้ว่า เป็นส่วนที่หายไประหว่างหลุมดำมวลมหาศาล กับ หลุมดำดวงดาว  
    
Karl Gedhardt จากมหาวิทยาลัยเทกซัส เพื่อนร่วมงานของ Rich กล่าวว่า หลุมดำมวลขนาดกลางๆนี้ ที่พบโดยฮับเบิลอาจจะเป็นสิ่งพื้นฐานของหลุมดำมวลมหาศาล ที่ฝังอยู่ใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่ในเอกภพ
    
ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ
1970 เป็นต้นมา นักสำรวจพยายามค้นหาหลุมดำที่มีมวลอยู่ระหว่างหลุมดำทั้งสองที่รู้จักกันแล้ว แต่ความสำเร็จก็ไม่อาจเกิดได้ เนื่องจากข้อจำกัดเรื่องความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน  การศึกษาโดยรังสีเอกซ์ด้วย ROSAT และจันทราในอวกาศ ได้เผยว่าหลุมดำขนาดกลาง อาจจะมีอยู่ในกาแลคซีที่มีการก่อตัวของดวงดาว แต่ก็ต้องการคำอธิบายสำหรับการสำรวจดังกล่าว จนกระทั่งสามารถพบหลุมดำประเภทที่สามได้ในที่สุด 
      Luis Ho จาก Carnegie Observatory ผู้ร่วมค้นพบหลุมดำใน G1 กล่าว "มันน่าตื่นเต้นมากที่ได้พบเรื่องของธรรมชาติว่าสร้างสิ่งประหลาดขึ้นได้อย่างไร" ทั้งสองทีมได้ค้นพบหลุมดำโดยการสำรวจพฤติกรรมของดาวฤกษ์ใกล้ใจกลางของกระจุกดาว แต่ละกระจุก M15 อยู่ใกล้มากจนทีมของ Van Der Marel สามารถศึกษาความเร็วของดาวฤกษ์แต่ละดวงที่โคจรรอบใจกลางกระจุกดาว โดยการวัดสเปคตรัมได้เลย ขณะที่ทีมของ Rich ได้ทดสอบการเคลื่อนที่ โดยรวมของกลุ่มดาวในใจกลาง G1 ซึ่งเป็นกระจุกดาวทรงกลมที่มีมวลมากที่สุดประมาณ 10 ล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ การตรวจวัดนี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ตระหนักว่า มีแรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ที่กระทำต่อดาวฤกษ์ ในแต่ละกระจุกและสามารถตรวจวัดมวลของวัตถุที่มองไม่เห็นนี้ได้
              
        
      
การสำรวจโดยฮับเบิลยังช่วยบอกความสัมพันธ์ระหว่างมวลของแต่ละกระจุกดาวทรงกลม กับมวลของหลุมดำที่ใจกลาง ฮับเบิลเคยพบว่า หลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีปกติจะมีมวลประกอบอยู่ประมาณ
0.5% ของมวลใจกลางกาแลคซี  (กาแลคซีทรงกลมหรือทรงรีมักจะประกอบด้วยดาวฤกษ์สีเหลืองอายุมากที่เรียกกันว่า ดาวฤกษ์ประชากรกลุ่มที่ 2-population II)  ขณะที่กระจุกดาวทรงกลมเอง ก็เป็นทรงกลมที่มีดาวฤกษ์ประชากรกลุ่มที่สองด้วยเช่นกัน แต่มีขนาดเล็กกว่า ที่น่าประหลาดใจคือ หลุมดำที่เพิ่งค้นพบใหม่นี้ยังมีสัดส่วนมวลสัมพันธ์กับกระจุกของมัน  แม้ว่ามันจะมีมวลน้อยกว่าหลุมดำมวลมหาศาลหลายแสนเท่า
      นักดาราศาสตร์ทราบแล้วว่ามวลหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซี จะขึ้นกับมวลของใจกลางกาแลคซีนั้นเอง แต่ดูเหมือนว่าความสัมพันธ์จะมีมาถึงหลุมดำที่เพิ่งค้นพบใหม่ที่ใจกลางกระจุกดาวทรงกลม 2 แห่งด้วย ซึ่งถ้ากฏดังกล่าวถูกต้องจากช่วงความแตกต่างกัน  มันก็จะบอกบางอย่างเกี่ยวกับการที่ดาวฤกษ์อายุมากก่อตัวในช่วงแรกของเอกภพอย่างไร กระจุกดาวทรงกลมโดยมากเชื่อว่าก่อตัวก่อนที่กาแลคซีจะเกิดและจะรวมกับกาแลคซีในภายหลัง บางทีหลุมดำมวลกลางๆในกระจุกดาวทรงกลม จะเป็นเมล็ดพันธุ์ที่จะเติบโตเป็นหลุมดำขนาดใหญ่ขึ้นได้หลังจากมันเดินทางเข้าสู่ใจกลางกาแลคซี      
       
Gebhardt กล่าวว่า ไม่เคยปรากฏเลยว่ามีเหตุการณ์ที่ธรรมชาติจะเพอร์เฟกต์อย่างนี้ และนี้ก็เป็นหนึ่งในเหตุการณ์นั้น ความสัมพันธ์ของมวลสำหรับหลุมดำที่ใจกลางทุกประเภท บ่งบอกว่ามันมีกระบวนการพื้นฐานมากในการก่อตัวของหลุมดำ  กระจุกดาวทรงกลม และกาแลคซี ที่นักดาราศาสตร์ยังคงไม่เข้าใจอยู่ การค้นพบยังช่วยไขปริศนาดาราศาสตร์ “ไก่กับไข่” อีกต่างหาก โดย บอกว่าอะไรเกิดก่อน หลุมดำหรือกาแลคซี (หรือในกรณีใหม่ที่เป็นกระจุก) สืบเนื่องจาก Gebhardt เหตุการณ์การสำรวจยังชี้ความคิดว่าเราเกิดขึ้นจากหลุมดำซึ่งจะถูกล้อมรอบด้วยกาแลคซีหรือกระจุกดาว
        Van Der Marel ยังชี้สิ่งที่ไม่ได้เป็นผลสรุปจากการสำรวจของฮับเบิลว่า หลุมดำคงจะเป็นเรื่องธรรมดามากกว่าที่เคยคิดในเอกภพนี้

หน้าแรก