Gaia BH3 หลุมดำดวงดาวใหญ่ที่สุดในทางช้างเผือก
นักดาราศาสตร์ได้จำแนกหลุมดำมวลดวงดาวที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบในทางช้างเผือกมา หลุมดำแห่งนี้ถูกพบในข้อมูลจากปฏิบัติการไกอาขององค์กรอวกาศยุโรป เนื่องจากมันส่งอิทธิพลให้เกิดการเคลื่อนที่ส่ายของดาวฤกษ์ข้างเคียงที่โคจรรอบมันอยู่ ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) และหอสังเกตการณ์ภาคพื้นดินอื่นๆ ใช้เพื่อการระบุมวลของหลุมดำ ซึ่งให้ค่าที่น่าประทับใจที่ 33 เท่ามวลดวงอาทิตย์
หลุมดำมวลดวงดาว(stellar black holes) นั้นก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวของดาวฤกษ์มวลสูง และเคยมีการจำแนกหลุมดำประเภทนี้ในทางช้างเผือก ซึ่งมีมวลเฉลี่ยราว 10 เท่าดวงอาทิตย์ แม้กระทั่งหลุมดำมวลดวงดาวที่มีมวลสูงที่สุดลำดับต่อมาที่พบในทางช้างเผือก Cygnus X-1 ก็มีมวลเพียง 21 เท่าดวงอาทิตย์เท่านั้น ทำให้หลุมดำแห่งใหม่ที่ 33 เท่าดูมีความพิเศษในการสำรวจ
ที่น่าสนใจก็คือ หลุมดำแห่งนี้ยังอยู่ใกล้เราอย่างมาก คือเพียง 2 พันปีแสงในกลุ่มดาวอินทรี(Aquila) มันจึงเป็นหลุมดำที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุดเป็นอันดับสองเท่าที่เคยพบมา Gaia BH3 หรือเรียกสั้นว่า BH3 ถูกพบในขณะที่ทีมกำลังตรวจสอบการสำรวจจากไกอาเพื่อเตรียมตัวสำหรับการเผยแพร่ข้อมูลครั้งที่มาถึง
Pasquale Panuzzo สมาชิกทีมไกอา นักดาราศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์ปารีส กล่าวว่า ไม่มีใครคาดเลยว่าจะได้พบหลุมดำมวลสูงอยู่ใกล้ๆ โดยหลุดรอดการตรวจจับมาโดยตลอด นี่เป็นการค้นพบในแบบที่คุณอาจจะทำได้แค่ครั้งเดียวในชีวิตการทำงานวิจัย
ภาพจากศิลปินแสดงวงโคจรของระบบคู่ที่มีหลุมดำ Gaia BH3 กับดาวข้างเคียงดวงหนึ่ง สนามแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่มองไม่เห็นทำให้ดาวโคจรส่ายไปรอบๆ มัน ภาพปก ตำแหน่งของหลุมดำสามแห่งที่ปฏิบัติการไกอาได้พบ
เรามองเห็นดาวที่มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย(ประมาณ 75%) และสว่างกว่า กำลังโคจรรอบวัตถุข้างเคียงที่มองไม่เห็นแบบส่ายไปส่ายมาทุกๆ 11.6 ปี Panuzzo กล่าว เพื่อยืนยันการค้นพบ กลุ่มความร่วมมือไกอาใช้ข้อมูลจากหอสังเกตการณ์ภาคพื้นดิน ซึ่งรวมถึงจากเครื่องมือ UVES(Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) บน VLT การสำรวจเหล่านี้เผยให้เห็นคุณสมบัติหลักๆ ของดาวฤกษ์ข้างเคียง ซึ่งเมื่อรวมกับข้อมูลไกอา ก็ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ตรวจสอบมวลของหลุมดำ BH3 ได้อย่างแม่นยำ
นักดาราศาสตร์ได้พบหลุมดำมวลสูงคล้ายๆ กันนอกกาแลคซีของเรา(โดยใช้วิธีการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง) และตั้งทฤษฎีว่าพวกมันอาจจะก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวของดาวที่มีธาตุหนักเพียงน้อยนิดมากๆ คิดกันว่าสิ่งที่เรียกว่า ดาวฤกษ์ที่ขาดแคลนโลหะ(metal-poor star) ได้สูญเสียมวลตลอดช่วงชีวิตน้อยกว่า และจึงมีวัสดุสารเหลืออยู่มากกว่าเพื่อสร้างหลุมดำมวลสูงได้ แต่ก็ยังขาดแคลนหลักฐานที่เชื่อมโยงดาวขาดแคลนโลหะกับหลุมดำมวลสูงกระทั่งบัดนี้
ดาวในระบบคู่ดูจะมีองค์ประกอบทางเคมีที่เหมือนกัน ซึ่งหมายความว่าดาวข้างเคียงของ BH3 ได้เก็บงำความลับสำคัญเกี่ยวกับดาวต้นกำเนิดที่ยุบตัวกลายเป็นหลุมดำพิเศษแห่งนี้ ข้อมูลจาก UVES ได้แสดงว่าดาวข้างเคียงนั้นเป็นดาวที่ขาดแคลนโลหะอย่างรุนแรง ซึ่งบ่งชี้ว่าดาวที่ยุบตัวสร้าง BH3 เองก็ขาดแคลนโลหะด้วย ตรงตามที่ทำนายไว้
ดาวข้างเคียงของ BH3 นั้นก็ค่อนข้างไม่ปกติ มันเป็นดาวยักษ์โบราณ ซึ่งด้วยมวล 75% ดวงอาทิตย์ แต่มีขนาดใหญ่กว่าถึง 5 เท่า มันก่อตัวขึ้นจากช่วงสองพันล้านปีแรกหลังจากบิ๊กแบง ในช่วงเวลาที่ทางช้างเผือกเพิ่งจะเริ่มรวบรวมตัวขึ้นมา มันอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า galactic stellar halo และกำลังเคลื่อนที่สวนทางกับดาวในดิสก์ทางช้างเผือก เส้นทางของมันบ่งชี้ว่าดาวดวงนี้อาจจะเคยเป็นส่วนหนึ่งของกาแลคซีขนาดเล็กหรือกระจุกดาวทรงกลม ซึ่งถูกทางช้างเผือกกลืนมาเมื่อกว่า 8 พันล้านปีก่อน
ภาพจากศิลปินแสดงขนาดเปรียบเทียบ(ไม่เป็นไปตามสัดส่วนจริง) ของหลุมดำมวลดวงดาวที่พบในทางช้างเผือกก่อนหน้านี้ เทียบกับ BH3
งานวิจัยที่นำโดย Panuzzo เผยแพร่ใน Astronomy & Astrophysics เราได้สิทธิเผยแพร่รายงานนี้จากข้อมูลเบื้องต้นก่อนที่จะมีการเผยแพร่ข้อมูลไกอาครั้งต่อมา ก็เพราะธรรมชาติอันเป็นอัตลักษณ์ของการค้นพบนี้ Elisabetta Caffau สมาชิกกลุ่มความร่วมมือไกอาเช่นกัน กล่าว เพื่อทำให้ข้อมูลนี้เข้าถึงได้ตั้งแต่ต้นจะช่วยให้นักดาราศาสตร์คนอื่นๆ ได้เริ่มศึกษาหลุมดำนับตั้งแต่ตอนนี้ โดยไม่ต้องรอจนมีการเผยแพร่ข้อมูลเต็มๆ ออกมา(DR4) ซึ่งกำหนดไว้ในปี 2025 เป็นอย่างเร็วที่สุด
การสำรวจระบบแห่งนี้ในอนาคตน่าจะเผยให้เห็นความเป็นมาและเกี่ยวกับหลุมดำแห่งนี้ได้มากขึ้น เครื่องมือ GRAVITY บนมาตรแทรกสอด VLT(VLTI) น่าจะช่วยนักดาราศาสตร์ให้หาคำตอบว่าหลุมดำนี้กำลังดึงวัสดสารจากสภาพแวดล้อมของมันหรือไม่ และเข้าใจวัตถุที่น่าพิศวงนี้ได้ดีขึ้น
BH3 เป็นหลุมดำที่จำศีล(dormant black hole) และอยู่ไกลจากดาวข้างเคียงของมันมากเกิน(ราว 16 เท่าระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์) กว่าจะดึงวัสดุสารออกมาได้ และจึงไม่เปล่งรังสีเอกซ์ใดๆ ทำให้ยากที่จะตรวจจับ ก่อนหน้านี้ ไกอาเคยจำแนกหลุมดำคล้ายๆ กันนี้สองแห่ง(BH1 และ BH2) ในทางช้างเผือก
แหล่งข่าว phys.org - most massive stellar black hole in our galaxy found
phys.org – astronomers discover largest black hole in Milky Way: study
sciencealert.com : record-breaking stellar black hole found lurking close to Earth
scitechdaily.com : scientists surprised by sleeping giant – most massive stellar black hole in our galaxy found lurking nearby
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
