หลุมดำขนาดยักษ์ พ่นโมเลกุลแก๊สออกจากกาแล็กซีใกล้ความเร็วแสง

Seyfert galaxy IC 5063 has a giant black hole, spewing gas at over 625,000 miles per hour. For the first time, astronomers know what is driving this massive acceleration. 
(Photo : NASA/JPL-Caltech)

นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ (University of Sheffield) เปิดเผยว่า สามารถหาคำตอบที่เป็นปริศนามายาวนานเกี่ยวกับวิวัฒนาการของกาแล็กซี ทำให้เข้าใจสภาพบั้นปลายกาแล็กซีทางช้างเผือกได้ นักดาราศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope ของหอสังเกตการณ์ท้องฟ้าซีกใต้ยุโรป (European Southern Observatory: ESO)สังเกตการณ์โมเลกุลแก๊สไฮโดรเจนที่อยู่รอบๆ ใจกลางกาแล็กซี่ IC 5063 (Seyfert galaxy) 

ภาพแก๊สที่ถูกพ่นออกจากบริเวณใจกลางกาแล็กซีโดยลำอนุภาคพลังงานสูง (Jet) ที่ปล่อยจากหลุ่มดำขนาดยักษ์ในกาแล็กซี IC 5063 

          ซึ่งเป็นนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ (Active galactic nucleus) พบว่าโมเลกุลแก๊สไฮโดรเจนที่อยู่รอบๆ ใจกลางกาแล็กซีนี้ กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วอย่างน่าอัศจรรย์คือประมาณ 1,000,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วระดับนี้ทำให้โมเลกุลแก๊สหลุดออกจากกาแล็กซีทำให้ดูคล้ายกับว่ากาแล็กซีนี้กำลังพ่นแก๊สออกมา การค้นพบนี้มีความสัมพันธโดยตรงกับวิวัฒนาการของกาแล็กซีเพราะแก๊สที่ปล่อยออกมานี้เป็นแก๊สเย็น (Cold gas) ซึ่งเป็นวัตถุดิบในการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ เมื่อแก๊สเหล่านี้หลุดออกจากกาแล็กซี ส่งผลให้กาแล็กซีมีการสูญเสียแก๊สไฮโดรเจนเย็นจำนวนมาก ทำให้อัตราก่อกำเนิดดาวดวงใหม่ในกาแล็กซีมีจำนวนจำกัด  ผลการวิจัยนี้ได้ตีพิมพ์ในนิตยสาร Nature ฉบับวันที่ 6 กรกฏาคม 2557

         ศาสตราจารย์ Clive Tadhunter หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า การศึกษาในครั้งนี้ถือว่าเป็นครั้งแรกที่ค้นพบหลักฐานโดยตรงว่าแก๊สเย็นที่ถูกพ่นออกมานั้นถูกเร่งโดยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสงจากลำอนุภาคพลังงานสูง (Jet) ที่ปล่อยจากหลุ่มดำขนาดยักษ์  สิ่งที่น่าฉงนคือ แก๊สที่ถูกขับออกมานี้ ส่วนใหญ่อยู่ในรูปโมเลกุลซึ่งแตกหักได้ง่ายที่อุณหภูมิไม่สูงมาก แต่นี่ผิดปกติที่โมเลกุลแก๊สเหล่านี้ยังคงรักษาความเป็นโมเลกุลได้ แม้จะอยู่บริเวณใกล้กับใจกลางกาแล็กซีซึ่งเป็นบริเวณที่ร้อนและถูกพลาสมาที่วิ่งด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสงชนก็ตาม

         การค้นพบนี้ยังทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใจช่วงสุดท้ายของกาแล็กซี่ทางช้างเผือกที่อาจชนกับกาแล็กซีเพื่อนบ้านอย่างกาแล็กซีแอนโดรเมดาอีกประมาณ 5,000 ล้านปีข้างหน้าได้ เมื่อมีการชนกันแล้ว แก๊สส่วนใหญ่จะตกไปยังบริเวณใจกลางของระบบ ลำอนุภาคพลังงานสูง (Jet) ที่ปล่อยจากหลุ่มดำขนาดยักษที่อยู่ใจกลางของระบบนั้นจะขับแก๊สออกจากระบบคล้ายกับที่เกิดขึ้นในกาแล็กซี IC 5063 แก๊สที่ถูกขับออกจากระบบนี้ ทำให้เป็นอุปสรรคต่อการกำเนิดดาวดวงใหม่ๆ ในกาแล็กซี ส่งผลให้ระบบใหม่นี้ก่อกำเนิดกาแล็กซีใหม่ที่แปลกไปจากกาแล็กซีเดิม

เรียบเรียงโดย  ตอริก เฮ็งปิยา

เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์
สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

• http://phys.org/news/2014-07-supermassive-black-hole-molecular-gas.html
• http://earthsky.org/space/supermassive-black-hole-in-galaxy-blasts-gas-out-at-near-light-speed