นักดาราศาสตร์ค้นพบ “หลุมดำมวลยิ่งยวด” คู่แรกที่โคจรรอบกันในกาแล็กซีอันห่างไกล เตรียมจับตาการรวมตัวครั้งประวัติศาสตร์

เมื่อวันที่ 8 เมษายน พ.ศ. 2569 ที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้ประกาศการค้นพบครั้งสำคัญซึ่งอาจเป็นครั้งแรกของโลกที่พบ "หลุมดำมวลยิ่งยวด" (Supermassive black hole) สองดวงกำลังโคจรรอบกันและใกล้จะรวมตัวกันในกาแล็กซีมาร์คาเรียน 501 (Markarian 501) การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้เราเข้าใจธรรมชาติของหลุมดำได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น แต่ยังเปิดโอกาสให้มนุษย์ได้ศึกษาขั้นตอนวิวัฒนาการของกาแล็กซี และเตรียมสังเกตการณ์ "คลื่นความโน้มถ่วง" (Gravitational wave) ที่จะเกิดขึ้นเมื่อหลุมดำทั้งสองพุ่งชนกันในอนาคต

เป็นเวลาหลายปีที่นักวิทยาศาสตร์ต่างคาดเดาว่า น่าจะมีหลุมดำมวลยิ่งยวดมากกว่าหนึ่งดวงซ่อนอยู่ใจกลางกาแล็กซีต่าง ๆ แต่การหาหลักฐานมายืนยันนั้นทำได้ยากมาก จนกระทั่งล่าสุด ทีมนักวิจัยนำโดย ซิลเคอ บริตเซน จากสถาบันมักซ์พลังก์เพื่อดาราศาสตร์วิทยุในประเทศเยอรมนี ได้วิเคราะห์ข้อมูลคลื่นวิทยุความละเอียดสูงที่เก็บรวบรวมมานานกว่า 20 ปี และพบหลักฐานที่ชัดเจนว่ามีหลุมดำมวลยวดยิ่งสองดวงกำลังโคจรรอบกันอยู่ หลุมดำคู่นี้มีมวลมหาศาลตั้งแต่ 100 ล้านถึง 1,000 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ และมีระยะห่างระหว่างกันประมาณ 250 ถึง 540 เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์

การค้นพบหลุมดำดวงที่สองนี้สร้างความประหลาดใจให้กับทีมนักวิจัยเป็นอย่างมาก ก่อนหน้านี้ นักดาราศาสตร์เคยสังเกตเห็น "ลำอนุภาค" (Particle jet) เพียงลำเดียวที่พุ่งออกจากใจกลางกาแล็กซีมาร์คาเรียน 501 ตรงมายังโลกคล้ายกับแสงไฟฉาย แต่หลังจากติดตามข้อมูลอย่างยาวนาน พวกเขาก็ตรวจพบการมีอยู่ของลำอนุภาคที่สองซึ่งพุ่งออกไปในทิศทางอื่น ลำอนุภาคที่สองนี้ไม่ได้อยู่นิ่งกับที่ แต่กำลังเคลื่อนที่ในทิศทางทวนเข็มนาฬิการอบหลุมดำดวงที่ใหญ่กว่า โดยใช้เวลาโคจรครบรอบทุก ๆ 121 วัน การเคลื่อนที่ดังกล่าวเป็นตัวบ่งชี้ชั้นดีว่าหลุมดำทั้งสองอยู่ใกล้กันมากจนแรงโน้มถ่วงของพวกมันส่งผลกระทบซึ่งกันและกัน ทำให้ระบบทั้งหมดมีการแกว่งไปมาอย่างซับซ้อน

ในขณะที่หลุมดำทั้งสองดวงนี้ยังคงโคจรรอบกัน พวกมันจะค่อย ๆ ขยับเข้าใกล้กันมากขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งรวมตัวกันเป็นหนึ่งเดียวในที่สุด การหดตัวของวงโคจรนี้จะก่อให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเป็นรอยกระเพื่อมใน "ปริภูมิ-เวลา" (Space-time) แผ่ออกไปทั่วเอกภพ นักดาราศาสตร์คาดหวังว่าเครื่องมือขั้นสูงในอนาคต เช่น Pulsar Timing Arrays จะสามารถตรวจจับคลื่นเหล่านี้ได้

เฮกเตอร์ โอลิวาเรส หนึ่งในผู้ร่วมวิจัยระบุว่า หากเราสามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้ เราอาจจะได้เห็นความถี่ของคลื่นที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อยักษ์ใหญ่ทั้งสองพุ่งเข้าหากัน นับเป็นโอกาสที่หาได้ยากยิ่งในการเฝ้าดูปรากฏการณ์ที่ทรงพลังที่สุดเหตุการณ์หนึ่งในเอกภพ ซึ่งจะช่วยไขปริศนาการก่อตัวของกาแล็กซีและพฤติกรรมของหลุมดำได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ทั้งนี้ ผลงานวิจัยชิ้นดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society เป็นที่เรียบร้อยแล้ว

ข้อมูลอ้างอิง: Daily Galaxy

• Scientists Detect the First Pair of Supermassive Black Holes Orbiting Each Other in a Distant Galaxy