ผลวิจัยใหม่ “หลุมดำมวลยิ่งยวด” ไม่ได้มีไว้แค่นิเวศทำลายล้าง แต่ช่วยกระตุ้นการเกิดดาวดวงใหม่ในกาแล็กซี

ผลการศึกษาใหม่ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal จากการสังเกตการณ์กาแล็กซีละแวกใกล้เคียงจำนวน 9 แห่ง พบว่า หลุมดำมวลยิ่งยวด (Supermassive Black Hole) ที่กำลังเจริญเติบโต ไม่ได้ทำหน้าที่เพียงแค่กลืนกินสสารหรือยับยั้งการกำเนิดของดาวดวงใหม่ตามความเข้าใจเดิม แต่กลับส่งผลช่วยกระตุ้นการก่อตัวของดาวฤกษ์ในกาแล็กซีอย่างมีนัยสำคัญ ข้อมูลภาพจำลองสามมิติความละเอียดสูงจากอุปกรณ์ MUSE บนกล้องโทรทรรศน์วีแอลที (Very Large Telescope - VLT) แสดงให้เห็นว่า นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ (Active Galactic Nuclei - AGN) หรือบริเวณสว่างไสวที่ได้รับพลังงานจากสสารตกตกลงสู่หลุมดำ มีความเชื่อมโยงกับโครงสร้างวงแหวนและส่วนโค้งของกำเนิดดาวฤกษ์ ตลอดจนกลุ่มแก๊สรูปกรวยและคลื่นกระแทกความเร็วสูงอย่างมีระบบ

ทีมนักดาราศาสตร์นำโดย เป่ยซิน จู (Peixin Zhu) และลิซา คิวลีย์ (Lisa Kewley) จาก Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian ได้ใช้นวัตกรรมการวินิจฉัยสามมิติแบบใหม่ในการจำแนกแหล่งที่มาของพลังงานออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ การเกิดดาวฤกษ์ การปลดปล่อยรังสีจากหลุมดำ และการกระตุ้นจากคลื่นกระแทก โดยพบว่าคลื่นกระแทกเกิดขึ้นเมื่อกระแสมวลสารที่พ่นออกมาด้วยความเร็วสูงจากใจกลางหลุมดำ พุ่งชนกับสสารระหว่างดาวอย่างรุนแรง ซึ่งการวิเคราะห์ทำให้เห็นรูปแบบร่วมกันในกาแล็กซี ทั้ง 9 แห่ง คือมีวงแหวนก่อตัวของดาวฤกษ์ปรากฏอยู่ที่ระยะห่างประมาณ 24,680 ถึง 185,150 ล้านล้านกิโลเมตร จากใจกลาง

ความน่าทึ่งของการค้นพบครั้งนี้คือ ปรากฏการณ์คลื่นกระแทกมักเกิดขึ้นในทิศทางที่ตั้งฉากกับลำกระแสมวลสารที่พ่นออกมาจากหลุมดำเสมอ ซึ่งสอดคล้องกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำเจ็ทหรือลมหมุนรอบหลุมดำกับสสารระหว่างดาว เป่ยซิน จู ระบุว่า หลุมดำไม่เพียงแค่ดูดกลืนสิ่งต่างๆ เข้าไปเท่านั้น แต่ยังดูดและพ่นมวลสารออกไปในเวลาเดียวกัน ซึ่งทั้งสองกระบวนการมีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดและเปลี่ยนสภาพแวดล้อมรอบข้างอย่างเห็นได้ชัด

ทีมวิจัยได้รวมข้อมูลเชิงพื้นที่ในช่วงคลื่นแสงจากอุปกรณ์ MUSE เข้ากับแบบจำลองทางทฤษฎีขั้นสูง ร่วมกับการสนับสนุนข้อมูลรังสีเอกซ์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra X-ray Observatory) จนสามารถแยกแยะผลกระทบของการแผ่รังสีจากหลุมดำออกจากการเกิดดาวฤกษ์ได้อย่างชัดเจน ผลงานวิจัยนี้ช่วยสร้างความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับวงจรการดูดกลืน การพ่นมวลสาร และการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของกาแล็กซี ซึ่งถือเป็นกลไกสำคัญในการวิวัฒนาการของเอกภพต่อไปในอนาคต

ข้อมูลอ้างอิง: Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

• New study reveals common pattern of black hole activity shaping nearby galaxies