การค้นพบต้นกำเนิดของวัตถุที่หนักที่สุดในจักรวาล

ตามรายงานของ Live Science ทีมวิจัยจากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียนได้สร้างหลุมดำที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 300 พันล้านเท่าโดยอาศัยการจำลอง

การจำลองนี้ดำเนินการเพื่อค้นหาแหล่งกำเนิดของหลุมดำที่ตั้งอยู่ที่ศูนย์กลางของกาแล็กซีที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 10 พันล้านเท่า นอกเหนือจากหลุมดำมวลยวดยิ่งที่เรารู้จักแล้ว นักวิทยาศาสตร์ ยังค้นพบหลุมดำมวลยวดยิ่งที่มีมวลมากกว่าที่มนุษย์จะจินตนาการได้อีกด้วย พวกมันมักถูกกล่าวถึงว่าเป็นวัตถุที่หนักที่สุดในจักรวาล

การค้นพบต้นกำเนิดของวัตถุที่หนักที่สุดในจักรวาล – 1 — การจำลองการรวมกันของระบบควาซาร์ทั้งสามโดยดำเนินการโดยฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียน (ภาพ: ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียน)

ตัวอย่างทั่วไปคือในปี 2019 นักวิทยาศาสตร์ ได้สังเกตเห็นปรากฏการณ์ที่กาแล็กซีสามแห่งชนกันเป็นครั้งแรก ส่งผลให้หลุมดำมวลยิ่งยวดที่ศูนย์กลางโคจรมารวมตัวกัน การชนกันเกิดขึ้นห่างจากโลกเกือบ 1 พันล้านปีแสงในระบบดาว SDSS J084905.51+111447.2 เพื่อสังเกตปรากฏการณ์นี้ นักดาราศาสตร์จำเป็นต้องใช้ทั้งกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและกล้องโทรทรรศน์อวกาศ

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียนได้สร้างแบบจำลองวิวัฒนาการของจักรวาลเมื่อประมาณ 11 พันล้านปีก่อนโดยใช้การจำลองจักรวาลความละเอียดสูงที่เรียกว่า ASTRID ในการจำลองนี้ ทีมงานได้เห็นการเกิดหลุมดำมวลยิ่งยวดหลังจากการรวมตัวกันของกาแล็กซีทั้งสามแห่ง กาแล็กซีแต่ละแห่งมีควาซาร์เป็นของตัวเอง ซึ่งเป็นหลุมดำมวลยวดยิ่งที่ดูดสสารเข้าไปและแผ่รังสีรุนแรงที่สามารถสว่างกว่าดวงดาวทั้งหมดในกาแล็กซีต้นทางรวมกันได้

เมื่อควาซาร์ทั้งสามพบกัน พวกมันจะสร้างหลุมดำที่ใหญ่ขึ้นและก่อให้เกิด "ความคลั่งไคล้" ของแรงดึงดูดมวลที่ทำให้วัตถุที่รวมกันนี้สามารถไปถึงสถานะมวลยวดยิ่งได้

“เราพบระบบที่หายากมากซึ่งประกอบด้วยควาซาร์สามตัวในช่วง ‘เที่ยง’ ของจักรวาล – ประมาณ 11,000 ล้านปีก่อนที่กาแล็กซีและหลุมดำมวลยิ่งยวดจะถึงจุดสูงสุด” ดร. เยว่ยิง หนี่ ผู้เป็นหัวหน้าทีมวิจัยกล่าว

“ระบบนี้ประกอบด้วยควาซาร์ 3 แห่งที่ขับเคลื่อนด้วยหลุมดำมวลยิ่งยวด ซึ่งแต่ละแห่งมีมวลมากกว่าดาราจักรทางช้างเผือกของเราถึง 10 เท่า” เขากล่าวเสริม

การค้นพบต้นกำเนิดของวัตถุที่หนักที่สุดในจักรวาล – 2 — หลุมดำมวลมหาศาลกำลังพุ่งชนกันขณะที่กาแล็กซีทั้ง 3 แห่งชนกันในระบบดาว SDSS J084905.51+111447.2 (ภาพ: NASA)

การจำลองด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นกาแล็กซี 3 แห่งซึ่งมีหลุมดำมวลยิ่งยวดอยู่ที่ศูนย์กลาง กำลังรวมตัวกันเป็นกาแล็กซีเดียวซึ่งมีหลุมดำ "มวลยิ่งยวด" อยู่ที่ศูนย์กลาง

การจำลองของทีมแสดงให้เห็นว่าการรวมตัวของควาซาร์สามดวงกินเวลานานถึง 150 ล้านปี และสร้างหลุมดำที่มีมวลมากที่สุดในการจำลองทั้งหมด โดยมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรา 300 พันล้านเท่า ซึ่งมากกว่าดวงดาวทั้งหมดในทางช้างเผือกรวมกันเสียด้วยซ้ำ

ตามที่นาย Yueying Ni กล่าว การรวมกันของระบบควาซาร์สามแห่งและการชนกันของกาแล็กซีสามแห่งนั้นหายากมาก สิ่งนี้ช่วยอธิบายว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์จึงไม่สามารถตรวจจับสิ่งเหล่านี้หรือสังเกตการก่อตัวของหลุมดำมวลยวดยิ่งจากเหตุการณ์ดังกล่าวได้

งานวิจัยของทีม Harvard-Smithsonian ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal เมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน 2022

Tra Khanh (ที่มา: วิทยาศาสตร์สด)

มีประโยชน์
อารมณ์
ความคิดสร้างสรรค์
มีเอกลักษณ์
ความโกรธ