เจอแล้ว!! หลักฐานการมีอยู่ของหลุมดำมวลขนาดกลาง อาหารอันโอชะที่เพาะเลี้ยงให้เกิดหลุมดำมวลยิ่งยวด
ภาพจำลองหลุมดำที่กำลังกลืนกินกันเอง
หลุมดำมวลยิ่งยวดนั้นคือหลุมดำมวลมหาศาลที่มีมวลเป็นล้าน ๆ เท่าของดวงอาทิตย์เรา พวกมันมักอยู่ใจกลางกาแล็คซี่ต่าง ๆ ซึ่งอิทธิพลของพวกมันนั้นส่งผลต่อวิวัฒนาการของกาแล็คซี่
และมันก็เป็นหนึ่งในปริศนาที่เหล่านักดาราศาสตร์ยังคงค้นหาคำตอบว่าทำไมหลุมดำมวลยิ่งยวดถึงมีอยู่มาตั้งแต่ยุคแรก ๆ หลักจากการก่อกำเนิดจักรวาล เพียงแค่ประมาณ 600 ล้านปีหลังจากเกิดบิ๊กแบง
บิ๊กแบง ทฤษฎีว่าด้วยการก่อกำเนิดจักรวาลที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดในปัจจุบัน
เพราะด้วยอัตราการเติบโตจนมีมวลมหาศาลขนาดนี้ไม่น่าจะเป็นไปได้ในระยะเวลาสั้น ๆ เพียงแค่นั้น หากไม่มีแหล่งอาหารที่คอยหล่อเลี้ยงให้หลุมดำเติบโตได้อย่างรวดเร็ว
หนึ่งคำอธิบายถึงเมล็ดพันธ์ุที่ช่วยหล่อเลี้ยงหลุมดำมวลยิ่งยวดในยุคแรก ๆ ให้เติบโตอย่างรวดเร็วนั้น นักดาราศาสตร์เชื่อว่าเป็นหลุมดำมวลขนาดกลางที่มีมวลประมาณ 100-100,000 เท่าของดวงอาทิตย์
แต่ปัญหาคือการมองหาพวกมัน เพราะด้วยระยะทางที่อยู่แสนไกลและมวลที่น้อยกว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดทำให้ยากที่จะหาเจอ
แต่เมื่อปลายปีที่แล้ว กล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิลก็ได้ตรวจจับวัตถุที่คาดว่าจะเป็นหลุมดำที่มีมวลประมาณ 50,000 เท่าของดวงอาทิตย์ และวัตถุคาดว่าจะเป็นหลุมดำที่มีมวล 20,000 เท่าของดวงอาทิตย์
ภาพหลุมดำใจจินตนาการโดยศิลปิน
และล่าสุดก็ได้มีงานวิจัยที่ใช้วิธีการตรวจจับรูปแบบใหม่ที่น่าจะช่วยให้การค้นหาหลุมดำมวลขนาดกลางนั้นมีความเป็นไปได้มากขึ้น และตรวจพบหลุมดำขนาดกลางได้มากขึ้นในอนาคต
ซึ่งเป็นงานวิจัยของนักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัย Melbourne ในการวิเคราะห์ข้อมูลการระเบิดรังสีแกมมา (Gamma-ray Bursts หรือ GRB) ที่เกิดจากการชนกันของดาวนิวตรอนหรือซูเปอร์โนวากว่า 2,700 ครั้งในช่วงปี 1991-2000
โดยการมองหาการระเบิดรังสีแกมมาที่มีลักษณะเหมือนกันและเกิดติด ๆ กัน 2 ครั้ง เพราะนั่นหมายถึงเรากำลังมองเห็นเหตุการณ์การระเบิดรังสีแกมมาผ่านเลนส์ความโน้มถ่วง
เพราะแสงวิ่งผ่านหลุมดำที่ทำหน้าที่เป็นเลนส์รวมแสงด้วยระยะทางไม่เท่ากันทำให้เรามองเห็นการระเบิด 2 ครั้งติด ๆ กัน
ด้วยระยะทางการวิ่งของรังสีแกมมาจากการระเบิดผ่านสนามแรงโน้มถ่วงของหลุมดำที่ทำหน้าที่เป็นเลนส์รวมแสงทำให้เรามองเห็นการระเบิดจากที่เดียวกันในเวลาที่ต่างกัน
จากการวิเคราะห์ข้อมูลการระเบิด 2,700 ครั้งเขาพบว่ามีเหตุการณ์การระเบิดครั้งหนึ่งในปี 1995 ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงที่จักรวาลมีอายุ 3,000 ล้านปี (รังสีแกมมาจากการระเบิดนี้ใช้เวลาประมาณ 10,000 ล้านปีแสงจึงเดินทางมาถึงโลก) ที่เข้าเงื่อนไขที่กำลังมองหา
โดยหลังจากที่จับสัญญาณการระเบิดครั้งแรกได้ ในอีก 0.5 วินาทีต่อมาก็จับสัญญาณการเบิดที่เหมือนกันเป๊ะ ๆ ได้อีกครั้ง
สัญญาณจากการระเบิดที่เหมือนฉายซ้ำในเวลาไม่ถึงครึ่งวินาที
เขาและทีมอาจารย์ที่ปรึกษาจึงได้สรุปว่ามีหลุมดำมวลขนาดกลางอยู่ระหว่างจุดที่เกิดการระเบิดกับโลก จึงทำให้รังสีจากเหตุการณ์ครั้งนี้เกิดการเลี้ยวเบนที่แตกต่างกันเล็กน้อยจนทำให้เวลาที่เดินทางมาถึงโลกนั้นต่างกัน
แต่วิธีการและข้อสรุปนี้นักดาราศาสตร์ก็ยังมีคำถามและประเด็น เพราะ
1. การจะตรวจจับด้วยเทคนิคนี้ได้ ตำแหน่งของการระเบิดและหลุมดำต้องเรียงตัวกันพอดีมาก ๆ นั่นคือหลุมดำต้องอยู่เยื้องนิด ๆ กับตำแหน่งการระเบิดจึงจะสังเกตเห็นปรากฏการณ์ในลักษณะนี้ได้
2. อาจจะเป็นการระเบิดรังสีแกมมาแบบซ้ำ (ระเบิดหลายครั้งติด ๆ กัน)
3. เลนส์แรงโน้มถ่วงอาจเกิดจากกลุ่มดาวที่อยู่ใกล้กันเป็นกระจุกดาวก็เป็นได้
ดาวเทียม Gaia ของ องค์การอวกาศยุโรป
ทั้งนี้ยังมีอีกทีมที่ทำการวิเคราะห์ข้อมูลในแบบเดียวกันแต่ใช้ข้อมูลแสงจากการระเบิดที่ตรวจจับโดยดาวเทียม Gaia แต่ก็ยังไม่สามารถตรวจพบสิ่งที่คาดจะเป็นหลุมดำมวลขนาดกลางได้
การมองหาหลุมดำมวลขนาดกลางนี้นอกจากจะช่วยให้เราเข้าใจถึงกำเนิดและวิวัฒนาการของหลุมดำมวลยิ่งยวดแล้ว มันอาจช่วยยืนยันถึงการมีอยู่ของสสารมืดได้ด้วย เพราะด้วยแค่มวลของสสารไม่น่าจะก่อให้เกิดหลุมดำมวลขนาดกลางได้มากนักในยุคแรก ๆ ของการก่อกำเนิดจักรวาล
แม้ว่าข้อมูลการระเบิด 2,700 ครั้งนี้จะถูกวิเคราะห์ไปแล้ว แต่ก็ยังมีข้อมูลการระเบิดรังสีแกมมาอีกกว่า 7,000 ครั้งให้เราได้ใช้ตามหาหลุมดำมวลขนาดกลาง
สารพัดความสามารถในการตรวจจับของ Fermi
และกล้องโทรทัศน์อวกาศ Fermi ของ NASA ก็ยังคงทำหน้าที่จับจ้องมองหาสัญญาณการระเบิดรังสีแกมจากทั่วท้องฟ้าอยู่ตลอดเวลา
งานวิจัยนี้ทำให้เห็นได้ว่าข้อมูลเก่านั้นก็ยังมีความสำคัญและ Big Data เมื่อนำมาผ่านกระบวนการวิเคราะห์อย่างถูกวิธี เราก็จะมองเห็นถึงคำตอบที่ซ่อนอยู่ได้ . . .
- 6
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
