นักวิทยาศาสตร์พบหลุมดำยักษ์ดีดตัวออกจากกาแล็กซี่ด้วยความเร็ว 5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

By: terminus
Writer
on Mon, 11/06/2012 - 23:48

กาแล็กซี่ขนาดใหญ่ส่วนมากจะมีหลุมดำขนาดยักษ์อยู่ตรงกลาง อย่างเช่นใจกลางกาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเราก็มีหลุมดำยักษ์ที่ชื่อว่า Sagittarius A* และจากข่าวเก่า เรารู้แล้วว่าหลุมดำพวกนี้เป็นพวกจอมเหวี่ยง ชอบขว้างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ออกจากกาแล็กซี่ แต่ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Francesca Civano แห่ง Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ค้นพบว่าหลุมดำยักษ์ตรงใจกลางกาแล็กซี่ก็สามารถดีดตัวเองออกมาจากกาแล็กซี่ได้เช่นกัน

ทีมของ Francesca Civano สังเกตจากข้อมูลภาพของกล้องโทรทรรศน์ Chandra space telescope ของ NASA เห็นว่ากาแล็กซี่ CID-42 ที่อยู่ห่างจากเราไป 4 พันล้านปีแสง มีลักษณะสัญญาณแปลกๆ นั่นคือมันคล้ายว่ามีแหล่งกำเนิดรังสีเอ๊กซ์เคลื่อนตัวออกจากใจกลางกาแล็กซี่ด้วยความเร็วอย่างต่ำ 5 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

ข้อมูลภาพตอนแรกของ Chandra space telescope ไม่ค่อยชี้ชัดอะไรได้มากนักเนื่องจากว่ากล้องรับภาพไม่ได้หันตรงไปที่กาแล็กซี่ CID-42 นักดาราศาสตร์เลยสันนิษฐานว่าแหล่งกำเนิดรังสีเอ๊กซ์น่าจะเกิดจากก๊าซรอบหลุมดำที่ถูกปั่นจนร้อน

พอมาถึงขั้นนี้ ความเป็นไปได้ก็มีอยู่สองทาง

  • ทางแรก คือ กาแล็กซี่ CID-42 เกิดจากการรวมตัวกันของกาแล็กซี่สองกาแล็กซี่ขึ้นไป หลุมดำของทั้งสอง (หรือทั้งสาม) กาแล็กซี่ถูกดึงดูดด้วยแรงโน้มถ่วงของพวกมันเองให้โคจรรอบกันและกันด้วยความเร็วมหาศาล หลุมดำที่เล็กกว่าก็จะถูกเหวี่ยงออกมา

  • ทางที่สอง คือ กาแล็กซี่ CID-42 เกิดจากการรวมตัวกันของกาแล็กซี่เหมือนกับทางแรก แต่ว่าหลุมดำของทั้งสองกาแล็กซี่หลอมรวมกันกลายเป็นหลุมดำที่ใหญ่กว่าเดิม ขณะที่มันรวมตัวกัน คลื่นแรงโน้มถ่วง (gravitational wave) ที่เกิดขึ้นจะแรงมากจนกระทั่งส่งผ่านโมเมนตัมผลักให้หลุมดำกระเด็นออกมาจากกาแล็กซี่ได้

เพื่อที่จะหาคำตอบ ทีมของ Francesca Civano จึงรอจนกระทั่งกล้อง Chandra space telescope หันหน้าไปทางกาแล็กซี่ CID-42 ตรงๆ และรวมกับข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกอีกสองตัว คือ Magellan Telescope และ Very Large Telescope

ข้อมูลใหม่ที่ละเอียดขึ้นทำให้ Francesca Civano สรุปได้ว่ามีหลุมดำขนาดยักษ์ตรงจุดนั้นเพียง 1 อัน ซึ่งสนับสนุนความเป็นไปได้ในทางที่สอง นั่นคือ หลุมดำสองอันมารวมกัน แล้วถูกคลื่นแรงโน้มถ่วงผลักออกมา

อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้ในทางแรกก็ยังไม่ถูกตัดออกไปเสียทีเดียว เนื่องจากอาจเป็นไปได้ว่าหลุมดำอีกอันนั้น "มืด" มาก ไม่ได้มีก๊าซร้อนรอบๆ แผ่รังสีเอ็กซ์ออกมา กล้องโทรทรรศน์ของเราจึงมองไม่เห็น อีกอย่างโอกาสที่คลื่นแรงโน้มถ่วงจะส่งโมเมนตัมไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งอย่างไม่สมมาตรนั้นก็มีน้อยมาก หลุมดำทั้งสองจะต้องมีมวลและพุ่งเข้าชนกันด้วยทิศทางและความเร็วที่เหมาะสมพอดี

นอกจากนี้มันก็ยังมีคำอธิบายอีกอย่างหนึ่งที่พอจะอธิบายสิ่งที่สังเกตเห็นในตอนแรกโดยไม่ต้องคิดว่ามีอะไรถูกดีดออกมา ภาพที่เราเห็นว่ามีอะไรวิ่งออกจากกาแล็กซี่อาจเกิดจากการโคจรรอบกันของหลุมดำก็ได้ มันไม่ได้ถูกเหวี่ยง (หรืออย่างน้อยก็ "ยังไม่ได้ถูกเหวี่ยง") ออกจากกาแล็กซี่ เพียงแต่จังหวะที่เราเห็นคือจังหวะที่มันกำลังวิ่งสวนทางกันเท่านั้นเอง แต่คำอธิบายนี้ก็ยังไม่ตรงกับหลักฐานที่พบว่ามีหลุมดำเพียงแค่อันเดียวปรากฏ เหมือนกับความเป็นไปได้ในทางแรกที่ต้องใช้ข้ออ้าง "หลุมดำอีกอันมันมืด" เป็นตัวช่วย

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Astrophysical Journal DOI: 10.1088/0004-637X/752/1/49
(หรือดาวน์โหลดฉบับร่างก่อนตีพิมพ์ได้จาก http://arxiv.org/abs/1205.6202)

สมมติว่ามีหลุมดำถูกดีดออกมาจากกาแล็กซี่จริงๆ นั่นแปลว่าตอนนี้ก็ต้องมีหลุมดำยักษ์พเนจรล่องลอยอยู่ในอวกาศระหว่างกาแล็กซี่เต็มไปหมด Francesca Civano บอกว่าหากหลุมดำพเนจรเหล่านี้วิ่งเข้ามาหาระบบสุริยะหรือโลกของเรา เราคงจะตรวจเจอไม่ทันการณ์แน่

ที่มา - SPACE.com, PhysOrg, Ars Technica

11 Comments

hisoft's picture
  • หากหลุมดำพเนจรเหล่านี้วิ่งเข้ามาหาระบบสุริยะหรือโลกของเรา เราคงจะตรวจเจอไม่ทันการณ์แน่

แหม่ อย่างกับว่าตรวจเจอทันแล้วจะทำอะไรได้ ถ้าเจอล่วงหน้าสักปีก็ทำให้คนตื่นกันเปล่า ๆ ดีไม่ดีก็จะเกิดเหตุแบบในหนังคือไม่สนชีวิตแล้ว ล่าความสุขใส่ตัวให้มากที่สุดดีกว่า เพราะไง ๆ ก็ทำอะไรไม่ได้อยู่แล้ว (ไม่ใช่พุ่งมาด้วยความเร็วเหนือแสง ลงมาจอดบนโลกแล้วกระโดดเป็นกบลงตามตารางให้ทุ่นเจอแล้วยิงจรวดใส่เมื่อไหร่)

The Phantom Thief

-Rookies-'s picture

ฮาตรงวงเล็บนี่แหละ แซวซะหนังเค้าเสียเลย 555

ป.ล. 5 ล้านกม./ชม. ฟังดูเยอะมาก แต่ยังห่างไกลความเร็วแสงแฮะ (แค่ 1.39E+06 เอง)

hisoft's picture

หนังเค้าสนุกนะครับถ้าดูเอามันแบบไม่เอาสมองคิดหลักฟิสิกส์ หลักจิตวิทยาอะไรพวกนั้นตาม ผมก็ดูเอามันได้สนุกสนานอยู่ ยิงคลื่นไปดาวเทียมได้เป็นลำเลย LOL

เอ๊ะ เดี๋ยว ผมบอกเมื่อไหร่ว่ามันเป็นหนังคร๊าบ สมมติ ๆ ๆ ๆ (ไม่ทันแล้ววววว)

The Phantom Thief

BrainFreeze's picture

อยากลองเดินทางด้วยความเร็ว 5 ล้านกิโมเมตรจัง

echo's picture

^
มวลในร่างกายที่ไม่หนาแน่นเช่นน้ำ-ฟองเนื้อเยื้อ
จะถูกบีบอัดให้เล็กลงอันดับแรก ต่อมาจนถึงกระดูก
นน.80 ที่ขนาดคนปกติ จะเหลือเท่าหัวเข็มหมุดที่
มี นน. 80 กก.

hisoft's picture

ผมว่าถ้าค่อย ๆ เพิ่มความเร็วด้วยความเร่งต่ำ ๆ ไม่น่าส่งผลให้ย่อเล็กลงนะครับ แต่ร่างคงสลายไปนานแล้วกว่าจะเร่งความเร็วได้ขนาดนั้น

The Phantom Thief

echo's picture

เครื่องมือค่าวัดความหนาแน่นของมวล : อัตราส่วนระหว่างมวล (Mass) ต่อ ปริมาตร (Volume)
ที่ติดไปกับโมดูลสเปส X ที่ความเร็ว 26,000 กม./ชม ขณะร่วงหล่นเข้าสู่บรรยากาศโลก มีค่า
Mass/Volume แตกต่างจากที่หยุดนิ่งอย่างมีนัยสำคัญ

echo's picture

มองว่าโซยุสก้อรู้มานานแล้วครับ
เพราะเขาใช้วิธีกลับสู่โลกด้วยความเร็วนี้มานาน

virusfowl's picture

หลุมดำ กับ สาวๆ อย่างไหน "เหวี่ยง" เก่งกว่ากัน? ฮาฮา