เผยผลสำรวจใหม่! พบ “หลุมดำมวลยิ่งยวด” ในกาแล็กซีแคระมากกว่าที่เคยคาดไว้

ทีมนักดาราศาสตร์เปิดเผยข้อมูลการสำรวจสำมะโนประชากรกาแล็กซีครั้งสำคัญ ซึ่งชี้ให้เห็นว่ากาแล็กซีแคระที่อยู่ใกล้เคียงกับเรานั้น มีการค้นพบกิจกรรมของหลุมดำมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยประเมินไว้ในอดีต การค้นพบนี้ช่วยเติมเต็มจิ๊กซอว์ชิ้นสำคัญเกี่ยวกับวิวัฒนาการของกาแล็กซี และอาจเป็นกุญแจสำคัญที่อธิบายว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเติบโตขึ้นจนมีขนาดมหึมาอย่างในปัจจุบันได้อย่างไร

ศูนย์กลางของกาแล็กซีจำนวนมากในเอกภพมักเป็นที่ตั้งของ "นิวเคลียสกาแล็กซีกัมมันต์" (Active Galactic Nuclei) หรือที่นักดาราศาสตร์เรียกสั้น ๆ ว่า "เอจีเอ็น" (AGN) ซึ่งเป็นบริเวณที่มีความสว่างมหาศาลจนบางครั้งสามารถส่องสว่างแซงหน้าแสงจากดาวฤกษ์ทั้งหมดในกาแล็กซีรวมกัน ความสว่างที่น่าทึ่งนี้เกิดจาก "หลุมดำมวลยิ่งยวด" (Supermassive Black Hole) ที่กำลังดูดกลืนกลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองรอบข้างเข้ามาด้วยความเร็วใกล้เคียงแสง จนเกิดการแผ่รังสีรุนแรงครอบคลุมตั้งแต่ช่วงคลื่นวิทยุไปจนถึงรังสีเอกซ์

จากการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน ครั้งที่ 247 ณ เมืองฟีนิกซ์ รัฐแอริโซนา ทีมนักวิจัยจากสถาบันฮาร์วาร์ดและสมิธโซเนียน ร่วมกับมหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา ณ แชเปิลฮิลล์ ได้นำเสนอผลการสำรวจกาแล็กซีใกล้เคียงกว่า 8,000 แห่ง โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ภาพถ่ายในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น รังสีอินฟราเรด และรังสีเอกซ์ เพื่อมองหาการแผ่รังสีที่ริบหรี่ที่สุดจากกิจกรรมของหลุมดำ ซึ่งผลการศึกษาพบสิ่งที่น่าสนใจว่า ในกาแล็กซีแคระ 1,000 แห่ง จะพบหลุมดำที่มีพลังงานสูงประมาณ 20 ถึง 50 แห่ง หรือคิดเป็นร้อยละ 2 ถึง 5 ซึ่งสูงกว่าสถิติเดิมที่เคยบันทึกไว้ว่าพบเพียงร้อยละ 1 เท่านั้น

ความท้าทายสำคัญในการค้นหาหลุมดำในกาแล็กซีแคระ คือ แสงจ้าที่เกิดจากการก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงใหม่จำนวนมาก ซึ่งมักจะบดบังรังสีที่แผ่ออกมาจากหลุมดำที่กำลังกลืนกินสสาร ทีมวิจัยจึงได้พัฒนาวิธีการกรองแสงรบกวนเหล่านี้ออกไป จนทำให้สามารถมองเห็นหลุมดำที่เคยหลบซ่อนอยู่ได้ อย่างไรก็ตาม แม้อัตราการพบหลุมดำในกาแล็กซีแคระจะเพิ่มขึ้น แต่ก็ยังถือว่าน้อยกว่าในกาแล็กซีขนาดกลางที่พบได้ถึงร้อยละ 16 ถึง 27 และในกาแล็กซีขนาดใหญ่ที่มีโอกาสพบสูงถึงเกือบร้อยละ 50

ดร. มุกดา โพลิเมรา หัวหน้าทีมวิจัย ระบุว่าการก้าวกระโดดของจำนวนหลุมดำที่พบระหว่างกาแล็กซีแคระและกาแล็กซีขนาดกลาง เป็นสัญญาณว่าต้องมีกระบวนการบางอย่างเปลี่ยนแปลงไปในวิวัฒนาการของกาแล็กซี ซึ่งอาจเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของตัวกาแล็กซีเอง หรืออาจเป็นเพราะเทคโนโลยีการตรวจวัดในปัจจุบันยังไม่ดีพอที่จะจับสัญญาณจากกาแล็กซีขนาดเล็กได้ทั้งหมด

การทำความเข้าใจหลุมดำในกาแล็กซีแคระมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประวัติศาสตร์ของพวกเราเอง เนื่องจากเหล่านักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากาแล็กซีขนาดใหญ่อย่างกาแล็กซีทางช้างเผือก เกิดจากการรวมตัวกันของกาแล็กซีแคระจำนวนมหาศาลในอดีต ดังนั้นหลุมดำมวลพูนทวีที่อยู่ใจกลางทางช้างเผือกในปัจจุบัน จึงน่าจะเป็นผลผลิตจากการรวมตัวกันของหลุมดำขนาดเล็กจากกาแล็กซีแคระเหล่านั้น ข้อมูลชุดใหม่นี้จึงเป็นรากฐานสำคัญที่จะช่วยให้เราเข้าใจว่าหลุมดำก่อตัวและเติบโตขึ้นมาเพื่อกำหนดรูปร่างของเอกภพได้อย่างไร

ปัจจุบันทีมวิจัยได้เปิดเผยข้อมูลการตรวจวัดทั้งหมดสู่สาธารณะ เพื่อให้นักวิจัยทั่วโลกได้ร่วมกันตรวจสอบและต่อยอดการค้นพบนี้ ซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนากล้องโทรทรรศน์และวิธีการตรวจจับที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในอนาคต เพื่อเผยความลับที่ยังซ่อนอยู่ภายใต้แสงสว่างของดวงดาวในห้วงอวกาศอันไกลโพ้น

ข้อมูลอ้างอิง: Universe Today

• A New Census of Dwarf Galaxies Shows More Massive Black Holes than Previously Thought