ค้นพบหลุมดำดาวฤกษ์ มวลมากที่สุดในกาแล็กซีทางช้างเผือก หยุดส่องสว่างโดยไม่ทราบสาเหตุ

ค้นพบหลุมดำดาวฤกษ์ มวลมากที่สุดในกาแล็กซีทางช้างเผือก หยุดส่องสว่างโดยไม่ทราบสาเหตุ

ระบบดาวคู่ GRS 1915+105 ซึ่งประกอบด้วยหลุมดำขนาดเล็กและดาวฤกษ์ที่ตั้งอยู่ห่างจากโลก 36,000 ปีแสง หยุดแผ่รังสีเอกซ์พลังงานสูงที่ส่องสว่างเจิดจ้าไปโดยไม่ทราบสาเหตุ สร้างปริศนาใหม่ให้วงการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้ติดตามศึกษากันอีกครั้ง

ระบบดาวคู่ดังกล่าวเริ่มหรี่แสงลงเรื่อย ๆ ตั้งแต่ปี 2018 เป็นต้นมา ทั้งที่มันมีคุณสมบัติเป็น "ไมโครเควซาร์" (microquasar) หรือเควซาร์ขนาดเล็กที่ส่องสว่างเจิดจ้ามากที่สุดแห่งหนึ่งบนท้องฟ้ายามราตรี

ภาพจากฝีมือศิลปิน จำลองเหตุการณ์ที่หลุมดำกลืนกินก๊าซปริมาณมหาศาลจากดาวฤกษ์

มยุรา พละกฤษณัน นักศึกษาวิจัยระดับปริญญาเอกด้านดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนของสหรัฐฯ รายงานถึงการค้นพบดังกล่าวในบทความวิจัยที่เผยแพร่ทางคลังเอกสารวิชาการออนไลน์ arXiv.org โดยชี้ว่าแวดวงวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยพบปรากฏการณ์ในลักษณะนี้มาก่อน และยังไม่อาจชี้ชัดได้ว่าเกิดจากสาเหตุใดกันแน่

ภายในไมโครเควซาร์ GRS 1905+105 มีหลุมดำดาวฤกษ์ (stellar black hole) หรือหลุมดำขนาดเล็กที่มีมวลราว 14 เท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งหลุมดำชนิดนี้เกิดจากการยุบตัวลงของดาวฤกษ์มวลมาก

เมื่อดาวฤกษ์ที่เป็นคู่ในระบบเดียวกันโคจรเฉียดเข้าใกล้ แรงโน้มถ่วงมหาศาลจากหลุมดำจะดูดกลืนก๊าซปริมาณมหาศาลจากดาวฤกษ์เข้าไป ทำให้อนุภาคก๊าซที่หมุนวนด้วยความเร็วสูงอยู่ตรงบริเวณจานพอกพูนมวลของหลุมดำเกิดเสียดสีกัน จนเกิดการแผ่รังสีเอกซ์พลังงานสูงในรูปของแสงสว่างเจิดจ้าออกมา

อย่างไรก็ตาม กรณีที่ GRS 1905+105 มืดดับไปนั้น ผลวิเคราะห์ของพละกฤษณันกลับพบว่า ที่จริงแล้วมันยังคงมีแสงสว่างอยู่ แต่แสงนั้นส่องมาไม่ถึงหรือไม่อยู่ในทิศทางที่ผู้คนบนโลกจะสามารถสังเกตเห็นได้

"ในบางครั้งลมสุริยะจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่เป็นคู่ของหลุมดำ อาจพัดแรงจนทำให้บดบังการแผ่รังสีเอกซ์จากจานพอกพูนมวลได้" พละกฤษณันกล่าว "แต่ในกรณีของ GRS 1905+105 ดาวฤกษ์ที่เป็นคู่โคจรวนรอบหลุมดำมีมวลไม่มากพอที่จะทำเช่นนั้น"

ภาพถ่ายไมโครเควซาร์ GRS 1915+105 (กรอบซ้ายบน) ระบบดาวคู่แห่งนี้แผ่รังสีเอกซ์พลังงานสูงเป็นจังหวะคล้ายการเต้นของหัวใจมนุษย์ (กรอบขวาล่าง)

ผู้วิจัยจึงสันนิษฐานว่า กลุ่มก๊าซที่จานพอกพูนมวลอาจเกิดการก่อตัวเป็นโครงสร้างเรขาคณิตอย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งช่วยกระเจิงแสงและบดบังแสงจากโดยรอบหลุมดำ จนทำให้ดูเหมือนว่าไมโครเควซาร์แห่งนี้มืดดับไปนั่นเอง

ผู้วิจัยยังระบุว่า ปรากฏการณ์ประหลาดครั้งนี้อาจเป็นต้นแบบให้กับการศึกษาหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ใจกลางดาราจักรได้ เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์พบว่าหลุมดำทั้งสองประเภทมีกลไกการทำงานของ "เครื่องยนต์" ที่ให้กำเนิดและแผ่พลังงานออกมาเหมือนกัน

The Milky Way's Supermassive Black Hole | How the Universe Works

The center of the Milky Way is home to some of the most powerful forces in the universe. Forces that have shaped our galaxy and the planet we call home