Alienum phaedrum torquatos nec eu, vis detraxit periculis ex, nihil expetendis in mei. Mei an pericula euripidis, hinc partem.
 

นักดาราศาสตร์พบสสารตกลงในหลุมดำเร็ว 90,000 กิโลเมตรต่อวินาที

นักดาราศาสตร์พบสสารตกลงในหลุมดำเร็ว 90,000 กิโลเมตรต่อวินาที

ถ้าให้นึกภาพหลุมดำ เชื่อว่าภาพหลุมดำจากภาพยนตร์เรื่อง Interstellar คงเป็นที่จดจำของใครหลายคน เพราะหลุมดำในภาพยนตร์เรื่องนั้นทั้งสวยและอลังการ

แรงโน้มถ่วงที่มหาศาลของหลุมดำจะดูดสสารรอบๆให้หมุนเป็นเกลียวเข้าสู่หลุมดำ ยิ่งสสารเข้าใกล้ศูนย์หลุมดำมันจะยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นและถูกกระชากอย่างรุนแรงอุณหภูมิของมันสูงมากพอจะเกิดการแผ่รังสีออกมา

ล่าสุดทีมนักดาราศาสตร์จากสหราชอาณาจักร นำโดย เคน พาวด์ส จากมหาวิทยาลัยเลสเตอร์ ตรวจพบสสารที่พุ่งลงสู่หลุมดำตรงๆ ไม่มีการหมุน และมีความเร็วสูงถึง 30 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง หรือ 90,000 กิโลเมตรต่อวินาที (หากเราสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วขนาดนี้เราจะสามารถวิ่งรอบโลกได้ 2 รอบภายใน 1 วินาทีเท่านั้น)

เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นที่ใจกลางกาแล็กซี PG211+143 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกออกไปถึงพันหลุมดำคือสสารที่มีแรงโน้มถ่วงสูงจนแม้กระทั่งแสงยังไม่เร็วพอที่จะหนีออกมาได้ บริเวณขอบหลุมดำจึงมืดสนิทจนเราไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า แต่หลุมดำมีความสำคัญกับวงการดาราศาสตร์มาก

ศูนย์กลางของเกือบทุกกาแล็กซี รวมถึงกาแล็กซีทางช้างเผือกของจะมีหลุมดำชนิดที่เรียกว่าหลุมดำมวลยิ่งยวด (supermassive black hole) ซึ่งเป็นหลุมดำที่มีมวล 1 ล้าน ถึง 1 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ หากมีสสารที่มีมวลมากพอตกลงไปในหลุมดำชนิดนี้ อาจทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานอย่างรุนแรงเกิดเป็นเควซาร์(quasar) หรืออีกชื่อคือนิวเคลียสกาแล็กซีกัมมันต์(active galactic nucleus)

อย่างไรก็ตาม หากสสารที่ถูกดูดเข้าไปในหลุมดำเป็นแก๊สจะเกิดการเคลื่อนที่แบบหมุนวนเป็นเกลียวเข้าสู่ศูนย์กลางจนเกิดเป็นโครงสร้างที่เรียกจานพอกพูนมวลรอบๆหลุมดำซึ่งมีอุณหภูมิสูงมากพอจะเปล่งพลังงานออกมาในช่วงรังสีเอกซ์ให้นักดาราศาสตร์ตรวจพบ

นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าแก๊สที่หมุนวนรอบๆ หลุมดำ จะวางตัวตามแนวเดียวกับการหมุนของหลุมดำ แต่ยังไม่มีเหตุผลที่ดีพอมาสนับสนุนการสันนิษฐานนี้เช่นเดียวกันกับการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ที่ไม่ได้ตรงกับแนวการหมุนรอบตัวเองของโลกพอดี

กาแล็กซี PG211+143 นั้นเป็นกาแล็กซีเซย์เฟิร์ต(Seyfert galaxy) อยู่ในทิศทางเดียวกับกลุ่มดาวผมเบเรนิซ  (Coma Berenices) ทีมวิจัยใช้ข้อมูลที่ได้จากกล้องรังสีเอกซ์จากดาวเทียม XMM-Newton ขององค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency) ในการสำรวจหลุมดำแห่งนี้เพื่อศึกษาสเปกตรัมของของรังสีเอกซ์ที่แผ่ออกมา ปรากฏว่าสเปกตรัมนั้นมีการเลื่อนไปทางแดง (red-shifted) อย่างมากแสดงให้เห็นสสารที่พุ่งตกลงในหลุมดำด้วยความเร็วถึง 30 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง โดยแก๊สที่ถูกดูดเข้าไปนั้นแทบจะไม่เกิดการหมุนเลย

การค้นพบนี้สอดคล้องกับการศึกษาที่ผ่านมาของทีมวิจัย ซึ่งใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในการจำลองรูปแบบการ “ฉีก” ของจานพอกพูนมวลจนทำให้สสารเกิดการหลุดออกและทำให้วงแหวนแก๊สที่แตกออกจากกันชนกันเอง การหมุนจึงถูกหักล้าง ส่งผลให้แก๊สพุ่งตกลงในหลุมดำตรงๆในที่สุด

งานวิจัยในครั้งนี้ยังสรุปได้อีกว่า การหลุดออกจากแนวเรียงตัวของจานหมุนพอกพูนมวลหรือที่พวกเขาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “chaotic accretion” นั้นเกิดขึ้นได้เป็นปกติกับหลุมดำมวลยวดยิ่งซึ่งหลุมดำชนิดนี้หมุนช้า จึงสามารถดูดแก๊สเข้ามาในหลุมดำได้เยอะ ส่งผลให้มวลเพิ่มขึ้นเร็วกว่าที่คิด

ในอนาคตที่ลูกหลานของเราสามารถเดินทางออกนอกระบบสุริยะได้เหมือนขึ้นเครื่องบิน ในวันนั้นคงมีการเดินทางไปชมหลุมดำจริงๆว่ามันจะสวยงามและอลังการเหมือนอย่างในภาพยนตร์ที่บรรพบุรุษของพวกเขาเคยจินตนาการไว้หรือไม่

บทความโดย  อาจวรงค์  จันทมาศ

อ้างอิง

https://ras.ac.uk/news-and-press/research-highlights/matter-falling-black-hole-30-percent-speed-light

Date

ตุลาคม 1, 2018

Category

STEM NEWS