ถอดรหัสความลึกลับของกาแล็กซี

นักดาราศาสตร์ค้นพบคำอธิบายว่าเหตุใดกาแล็กซีหลายแห่งจึงดู "เก่าแก่" กว่าความเป็นจริง เนื่องจากกาแล็กซีเหล่านั้นคือหลุมดำเรืองแสง

หลุมดำซ่อนตัวอยู่ภายในเปลือกไฮโดรเจนเรืองแสง ภาพโดย: Anna de Graaff

นักดาราศาสตร์ได้เสนอทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับ "ดาวหลุมดำ" เพื่ออธิบายจุดสว่างลึกลับในจักรวาล จุดสว่างเหล่านี้เรียกว่า LRD (จุดแดงเล็ก ๆ) ปรากฏขึ้นตั้งแต่ยุคแรก ๆ ของประวัติศาสตร์จักรวาล แต่ธรรมชาติของพวกมันยังคงเป็นปริศนา

ในตอนแรก นักวิทยาศาสตร์ คิดว่า LRD เป็นกาแล็กซีเก่าที่มีดาวฤกษ์เก่าอยู่มากมาย เหตุผลก็คือแสงของพวกมันดูคล้ายกับแสงจากดาวฤกษ์ที่วิวัฒนาการมายาวนาน อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยที่นำโดยนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ แอนนา เดอ กราฟฟ์ จากสถาบันดาราศาสตร์มักซ์พลังค์ในเยอรมนี ได้ท้าทายแนวคิดนี้โดยอาศัยการสังเกตการณ์ LRD ที่มีชื่อเล่นว่า เดอะ คลิฟฟ์

พวกเขาโต้แย้งว่าดาวฤกษ์ที่มีความสว่างขนาดนี้ไม่น่าจะก่อตัวขึ้นในเอกภพยุคแรกเริ่ม “แต่เราเสนอว่าแบบจำลองที่น่าเชื่อถือที่สุดน่าจะเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่แตกตัวเป็นไอออน ซึ่งเปลี่ยนเป็นสีแดงเนื่องจากก๊าซดูดซับหนาแน่นในบริเวณใกล้เคียง” ทีมวิจัยเขียน

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ชั้นก๊าซหนาๆ รอบข้างดูดซับแสงจนเปลี่ยนเป็นสีแดง ส่งผลให้เกิดรอยเลื่อนบัลเมอร์ขนาดใหญ่ภายในเดอะคลิฟฟ์ ซึ่งเป็นสัญญาณที่ใช้ระบุอายุของดาวฤกษ์หรือกาแล็กซี ซึ่งหลายคนเข้าใจผิดว่าเก่าเกินไป รอยเลื่อนบัลเมอร์เป็นสัญญาณในสเปกตรัมที่ช่วยระบุอายุของกาแล็กซี

กาแล็กซีอายุน้อยประกอบด้วยดาวฤกษ์ประเภท O และ B จำนวนมากที่เปล่งแสงจำนวนมากในช่วงความยาวคลื่นสั้น (สีน้ำเงิน สีม่วง และอัลตราไวโอเลต) ดาวฤกษ์เหล่านี้มีอายุเพียงไม่กี่ล้านปี และเมื่อดับลงก็จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสีอย่างรวดเร็ว คล้ายกับการแตกของสเปกตรัม ดังนั้น ยิ่งกาแล็กซีมีอายุมากเท่าใด สีของกาแล็กซีก็จะยิ่งอุ่นขึ้นเท่านั้น

รอยเลื่อนบัลเมอร์ของเดอะคลิฟฟ์มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ ภาพโดย แอนนา เดอ กราฟ

LRD หลายดวงแสดงให้เห็นถึงการแตกของ Balmer อย่างรุนแรง ซึ่งเกิดขึ้นเพียง 600 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง เมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่านี่ยังเร็วเกินไปสำหรับจักรวาลที่จะไปถึงสถานะที่ดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่ามีอิทธิพลเหนือกว่า

สิ่งนี้ทำให้มีการวิจัยมากมายเพื่อทำความเข้าใจว่า "จุดแดงเล็กๆ" ในอวกาศเหล่านี้คืออะไรกันแน่ ในขณะที่ The Cliff นำเสนอความท้าทายใหม่ทั้งหมด ด้วยแสงที่เดินทางเป็นเวลา 11,900 ล้านปี และรอยเลื่อน Balmer ที่เด่นชัดที่สุดเท่าที่เคยบันทึกไว้ใน LRD

“คุณสมบัติสุดขั้วของ The Cliff บังคับให้เราต้องกลับไปคิดใหม่และสร้างแบบจำลองใหม่ทั้งหมด” เดอ กราฟฟ์ อธิบาย ด้วยคุณสมบัติแปลกประหลาดนี้ นักวิจัยจึงพัฒนาแบบจำลองของสิ่งที่พวกเขาเรียกว่าหลุมดำดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นหลุมดำมวลยวดยิ่งที่กลืนกินสสารจากจานเพิ่มมวลอย่างแข็งขัน ล้อมรอบด้วยเปลือกไฮโดรเจนหนาแน่นแทนที่จะเป็นฝุ่น

โครงสร้างนี้ค่อนข้างคล้ายกับดาวฤกษ์ที่ถูกล้อมรอบด้วยพลาสมาร้อนยวดยิ่ง ในขณะที่ดาวฤกษ์ทั่วไปส่องสว่างด้วยปฏิกิริยาฟิวชันภายใน ดาวฤกษ์หลุมดำส่องสว่างเพราะหลุมดำกลืนกินสสารและให้ความร้อนแก่ก๊าซโดยรอบ

ปัจจุบัน สมมติฐานนี้ยังต้องการการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อระบุการดำรงอยู่ การก่อตัว และวิวัฒนาการของหลุมดำ อย่างไรก็ตาม Science Alert เชื่อว่าสมมติฐานนี้ค่อนข้างสมเหตุสมผล และอย่างน้อยจะช่วยแก้ปัญหา LRD ได้บางส่วน ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับวิวัฒนาการของจักรวาลของมนุษยชาติเอาไว้

“ด้วยข้อจำกัดที่เข้มงวด เช่น การเลื่อนไปทางแดงที่ค่อนข้างเรียบง่าย และการสังเกตการณ์สเปกโตรสโคปีและโฟโตเมตริกคุณภาพสูง ทำให้ The Cliff กลายเป็นมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับการศึกษาในอนาคตเกี่ยวกับนิวเคลียสกาแลกซีที่มีการเคลื่อนไหวและดาวหลุมดำ” ทีมงานเขียน

ที่มา: https://znews.vn/giai-ma-bi-an-ve-thien-ha-post1589001.html