หลุมดำมวลมหาศาลใกล้บ้าน กำลังมุ่งหน้าสู่ทางช้างเผือก และจะชนกันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

หลุมดำมวลมหาศาลกำลังมุ่งหน้าสู่ทางช้างเผือกและเป็นไปได้ ‘อย่างยิ่ง’ ที่จะชนกับกาแล็กซีของเรา พฤติกรรมอันแปลกประหลาดของดาวฤกษ์ความเร็วสูงในกลุ่มเมฆแมกเจลแลนใหญ่ที่อยู่ใกล้เคียงกำลังทำให้นักวิทยาศาสตร์หวั่นใจ

ย้อนกลับไปในปี 1971 นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ 3 คนได้ทำนายถึงการมีอยู่ของหลุมดำใจกลางกาแล็กซีของเราเอง ต่อมาในปี 1974 นักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ ก็ได้ยืนยันถึงหลุมดำดังกล่าวพร้อมกับตั้งชื่อว่า Sagittarius A* และนับตั้งแต่นั้นมานักวิจัยก็พบ ‘สัตว์ร้าย’ เหล่านี้อยู่ใจกลาง ‘กาแล็กซีขนาดใหญ่’ เกือบทุกแห่ง

แต่สำหรับกาแล็กซีที่เล็กลงมาอย่าง กลุ่มเมฆแมกเจลแลนใหญ่ (Large Magellanic Cloud; LMC) ซึ่งเป็นดาราจักรบริวารของทางช้างเผือกนั้นไม่มีใครแน่ใจว่าจะมีหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่ด้วยหรือไม่ กระนั้นตามรายงานใหม่ที่เผยแพร่บนวารสาร The Astrophysical Journal ได้ให้เบาะแสที่น่าสะพรึง

“นี่เป็นหลักฐานชิ้นแรกที่น่าเชื่อถือว่า มีหลุมดำมวลมหาศาลในกาแล็กซีแคระ” Jiwon Jesse Han จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียนในแมสซาชูเซตส์กล่าว

Han และทีมวิจัยได้สังเกตเห็นวัตถุประหลาดที่เรียกกันว่า ดาวฤกษ์ที่มีความเร็วสูง (hypervelocity stars) ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากกว่า 500 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเร็วกว่าความเร็วที่ดวงอาทิตย์ของเราโคจรรอบกาแล็กซีถึง 2 เท่า แต่ดาวฤกษ์บางดวงทำได้ยิ่งกว่านั้น มันสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วถึง 2,000 กม./ชม. หรือเท่ากับ 0.6% ของความเร็วแสง

วิธีเดียวที่จะทำให้มันเดินทางด้วยความเร็วเช่นนี้ได้ก็คือ ‘แรงเหวี่ยง’ ด้วยการใช้แรงโน้มถ่วงเหวี่ยงดวงดาวไปรอบ ๆ จากนั้นก็ยิ่งวัตถุออกมาก็จะสร้างความเร็วขนาดนี้ได้ และสิ่งเดียวที่ทำเช่นนั้นได้คือหลุมดำมวลยิ่งยวดเท่านั้น นี่เป็นหนึ่งในวิธีการยืนยันหลุมดำใจกลางทางช้างเผือกของเราซึ่งมีดาวฤกษ์กว่า 2 โหลที่มีพฤติกรรมเช่นนี้

อย่างไรก็ตาม Han สงสัยว่าใน LMC จะมีเหตุการณ์อะไรแบบนี้เกิดขึ้นบ้างรึเปล่า พวกเขาจึงตรวจสอบดาวฤกษ์ที่มีความเร็วสูงในทางช้างเผือกที่อาจเดินทางมาจากที่อื่น และพวกเขาก็พบว่ามีอยู่ราว 9 ดวงที่น่าจะมาจาก LMC

“เราสามารถย้อนเส้นทางของดาวฤกษ์เหล่านี้เพื่อดูว่ามันมาจากที่ใด และพวกมันก็ถูกติดตามกลับไปที่ LMC โดยตรง” Han อธิบาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระจุกดาวในทิศทางของกลุ่มดาวสิงโต ซึ่งเรียกว่า ‘Leo Overdensity’ เพราะการรวมตัวดังกล่าวไม่สามารถอธิบายได้เลยหากดาวเหล่านี้มาจากทางช้างเผือกเอง

ดังนั้นมันจึงหมายความว่า พวกมันก่อตัวขึ้นในสถานที่อื่นและถูกยิงออกมาอยู่ที่แห่งนี้ในเวลาใกล้ ๆ เคียงกัน เมื่อรวมเบาะแสทั้งหมดนี้หมายความ LMC อาจจะมีหลุมดำมวลมหาศาลซ่อนอยู่ นอกจากจะมีสัตว์ร้ายอยู่ในบ้านของเราเองด้วยแล้ว เรายังมีสัตว์ร้ายอยู่ข้างบ้านของเราเองด้วย

แต่สิ่งที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้น ทางช้างเผือกเองก็มีแนวโน้มว่าจะ ‘ชน’ กับ LMC ในอีก 2,400 ล้านปีข้างหน้า ดังนั้นมันจึงหมายความว่ามันจะเป็นการชนกันของหลุมดำมวลมหาศาลหากงานวิจัยนี้ถูกต้อง

“คำถามที่ยังไม่ได้รับคำตอบในดาราศาสตร์ข้อหนึ่งก็คือ หลุมดำมวลยิ่งยวดเกิดขึ้นได้อย่างไร” Han กล่าว “ประชากรหลุมดำมวลยิ่งยวดของกาแล็กซีแคระนี้เป็นตัวติดตามกลไกเริ่มต้นที่ดี และนี่จะเป็นการตรวจจับหลุมดำมวลยิ่งยวดในดาราจักรแคระโดยตรงเป็นครั้งแรก”

ที่มา

https://arxiv.org/abs/2502.00102

https://www.newscientist.com/…/2468311-tiny-dwarf…/….

https://www.discovermagazine.com/…/supermassive-black…

https://www.sciencealert.com/a-supermassive-black-hole-is…

Photo: Robert Gendler/ESO