หลุมดำที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาลยังคงเคลื่อนไหวอยู่

นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ได้ค้นพบหลุมดำมวลยวดยิ่งที่อยู่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยบันทึกไว้

ภาพพาโนรามาของกาแล็กซีมากกว่า 100,000 แห่งจากโครงการ Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) ภาพถ่าย: NASA/ESA/CSA/Steve Finkelstein (UT ออสติน)/Micaela Bagley (UT ออสติน)/Rebecca Larson (UT ออสติน)/Alyssa Pagan (STScI)) — ภาพพาโนรามาของกาแล็กซีมากกว่า 100,000 แห่งจากโครงการ Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) ภาพถ่าย: *NASA/ESA/CSA/Steve Finkelstein (UT ออสติน)/Micaela Bagley (UT ออสติน)/Rebecca Larson (UT ออสติน)/Alyssa Pagan (STScI))*

หลุมดำที่เพิ่งค้นพบใหม่นี้เป็นหนึ่งในหลุมดำที่มีขนาดเล็กที่สุดนับตั้งแต่เอกภพยุคแรกเริ่ม โดยมีมวลเพียงประมาณ 9 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ Live Science รายงานเมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม ทีมวิจัยได้สังเกตกาแล็กซีที่มีหลุมดำนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) กาแล็กซีนี้ซึ่งมีชื่อว่า CEERS 1019 มีอยู่มาตั้งแต่จักรวาลมีอายุประมาณ 570 ล้านปี (ปัจจุบันเชื่อกันว่าจักรวาลมีอายุประมาณ 13,800 ล้านปี)

นอกจากหลุมดำใน CEERS 1019 แล้ว ทีมนักวิจัยที่นำโดยนักดาราศาสตร์สตีเวน ฟิงเคิลสไตน์ แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัส ออสติน ยังได้ค้นพบหลุมดำอีก 2 แห่งที่มีอยู่เมื่อ 1 พันล้านปีและ 1,100 ล้านปีหลังบิ๊กแบง ซึ่งเป็นการระเบิดที่ก่อให้เกิดจักรวาล และยังมีกาแล็กซี 11 แห่งที่มีอยู่เมื่อ 470 - 675 ล้านปีหลังบิ๊กแบงอีกด้วย ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal Letters

หลุมดำที่ศูนย์กลางกาแล็กซี CEERS 1019 มีมวลประมาณ 9 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ ตัวเลขนี้อาจฟังดูมาก แต่หลุมดำมวลยิ่งยวดหลายแห่งอาจมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายพันล้านเท่า การดำรงอยู่ของวัตถุเช่นหลุมดำที่เพิ่งค้นพบใหม่ยังคงเป็นเรื่องยากที่นักวิทยาศาสตร์จะอธิบาย

สาเหตุคือการเติบโตของหลุมดำมวลยิ่งยวด ไม่ว่าจะโดยการรวมตัวกับหลุมดำอื่นๆ หรือกลืนสสารรอบข้าง มักใช้เวลานานกว่า 570 ล้านปีมาก ซึ่งหมายความว่าแม้แต่หลุมดำที่มีมวลเช่นเดียวกับหลุมดำที่ศูนย์กลางของทางช้างเผือก (ประมาณ 4.5 ล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์) น่าจะปรากฏขึ้นมาเมื่อไม่นานมานี้มาก

แสงเรืองแสงนี้แสดงให้เห็นว่าหลุมดำใน CEERS 1019 กำลังดูดกลืนสสารรอบข้างอยู่ หลุมดำที่ "ป้อน" ดังกล่าวจะล้อมรอบไปด้วยกระแสก๊าซและฝุ่น ซึ่งเรียกว่าดิสก์เพิ่มมวล อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงจากหลุมดำทำให้สสารนี้ร้อนขึ้น จนทำให้แผ่นดิสก์เรืองแสงสว่างขึ้น นอกจากนี้ สนามแม่เหล็กอันทรงพลังยังขับเคลื่อนสสารไปที่ขั้วของหลุมดำ ซึ่งบางครั้งสสารจะถูกขับออกมาเป็นเจ็ตคู่ที่เคลื่อนที่เกือบด้วยความเร็วแสง ก่อให้เกิดแสงวาบที่สว่างมาก

การสังเกตเพิ่มเติมเกี่ยวกับการแผ่รังสีอันทรงพลังของหลุมดำจะช่วยเผยให้เห็นว่ากาแลคซีต้นกำเนิดมีการวิวัฒนาการเร็วเพียงใด และยังช่วยให้เข้าใจอดีตของกาแลคซีนี้มากขึ้นอีกด้วย “การรวมตัวของกาแล็กซีอาจเป็นเชื้อเพลิงให้หลุมดำนี้ทำงาน ซึ่งอาจนำไปสู่การก่อตัวของดวงดาวมากขึ้น” เจย์ฮาน คาร์ทัลเทปเป ผู้เขียนร่วมการศึกษานี้ ซึ่งเป็นสมาชิกทีม CEERS และรองศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์ กล่าว

นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วถึงการมีอยู่ของหลุมดำที่มีมวลค่อนข้างเล็กในจักรวาลยุคแรกเริ่ม อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์เป็นกล้องแรกที่สามารถสังเกตการณ์วัตถุเหล่านี้ได้อย่างละเอียดถี่ถ้วน

ทูเทา (อ้างอิงจาก Live Science )

ลิงค์ที่มา