พบหลุมดำใหญ่มหึมา อยู่ในใจกลางกาแล็กซีแคระ

นักดาราศาสตร์ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่าและการ สังเกตจากภาคพื้นดิน  พบหลุมดำขนาดยักษ์อยู่ภายในกาแล็กซีแคระ M60-UCD1 ซึ่งเป็นกาแล็กซีที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เคยรู้จัก โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางยาวเพียง 300 ปีแสง ซึ่งถ้าเทียบกับกาแล็กซีทางช้างเผือกแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางของกาแล็กซีแคระนี้เพียงแค่ 1 ใน 500 ส่วนเท่านั้น และหากเราอาศัยอยู่ในแกแล็กซี่แคระนั้น ยามค่ำคืนเราจะมองเห็นดวงดาวนับล้าน ในขณะที่เราได้เห็นแค่ไม่กี่พันดวงในความเป็นจริงที่เราอาศัยอยู่ในทางช้างเผือก

แต่กลับปรากฏมีหลุมดำขนาดยักษ์มวลมากมายมหาศาลถึง 5 เท่าของหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือกของเรา ซึ่งเป็นเทหวัตถุที่ไม่น่าอยู่ในที่แบบนั้นได้

การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่า อาจมีกาแลคซีขนาดเล็กอื่น ๆ จำนวนมากในเอกภพ ที่มีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ภายใน ซึ่งการตั้งข้อสังเกตนี้อาจรวมไปถึงกำเนิดของกาแล็กซีแคระนี้ ว่าที่จริงอาจเป็นกาแล็กซีที่ฉีกขาดออกมาจากกาแล็กซีขนาดปกติ ระหว่างการชนกันของกาแล็กซีต่างๆ ไม่ได้เกิดขึ้นมาเองแต่แรก

Anil Seth นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยยูทาห์ หัวหน้ากลุ่มศึกษากาแล็กซีแคระ กล่าวว่า “เรานึกถึงวิธีการอื่นไม่ออก หากจะบรรจุหลุมดำใหญ่ขนาดนี้เข้าไปในวัตถุขนาดเล็กแบบนั้น”

ทีมของ Anil Seth ใช้กล้องดูดาว Gemini North ขนาด 8 เมตร ทำงานโหมดแสงธรรมชาติแสงและอินฟราเรด ซึ่งติดตั้งอยู่บนยอดภูเขาไฟเมานาเคบนเกาะฮาวาย รวมถึงการใช้ข้อมูลอีกส่วนจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่า เพื่อสังเกตกาแล็กซีแคระ M60-UCD1 และวัดมวลของหลุมดำขนาดยักษ์ของมัน

ภาพที่คมชัดจากฮับเบิลทำให้สามารถวัดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของกาแล็กซีแคระ M60-UCD1 รวมทั้งวัดความหนาแน่นของกลุ่มดาวต่างๆในกาแล็กซีนั้นได้ ในขณะที่กล้องดูดาว Gemini ใช้มองปฏิกิริยาของดวงดาวต่างๆ และการเคลื่อนที่ของดาวเข้าหาหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซี จากนั้นก็เอาข้อมูลทั้งหมดมาคำนวนมวลของหลุมดำ

หลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรานั้นมีมวลราว 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งถือเป็นเพียง 0.01% ของมวลรวมทั้งกาแล็กซีเท่านั้น แต่หลุมดำขนาดยักษ์ที่ศูนย์กลางของกาแล็กซีแคระ M60-UCD1 นั้น มีมวลมากถึง 21 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ และมวลของมันมากถึง 15% ของมวลรวมทั้งกาแล็กซี M60-UCD1 เลยทีเดียว

“นี่มันมหัศจรรย์มาก ทั้งๆที่กาแล็กซีทางช้างเผือกใหญ่กว่ากาแล็กซีแคระนั่นตั้ง 500 เท่าและหนักกว่าถึง 1,000 เท่า ” Seth กล่าวด้วยความตื่นเต้น

คำอธิบายหนึ่ง คือ M60-UCD1 ครั้งหนึ่งเคยเป็นกาแลคซีขนาดปกติที่มีดาวกว่าหมื่นล้านดวง แต่แล้วมันกลับเคลื่อนผ่านกาแลคซีที่มีขนาดใหญ่กว่าคือ M60 (NGC 4649) ทำให้ดวงดาวและสสารมืดในส่วนด้านนอกของกาแลคซี M60-UCD1 ถูกดึงให้ฉีกขาดออกไป และกลายเป็นส่วนหนึ่งของ M60

ทีมงานเชื่อว่า แม้ในเวลานี้ กาแล็กซีทั้งคู่ยังมีระยะห่างอยู่ราว 50 ล้านปีแสง แต่ในวันหนึ่งข้างหน้า กาแล็กซีแคระ M60-UCD1 อาจถูกดึงดูดต่อไปจนเข้าไปผสมรวมเป็นส่วนหนึ่งของ กาแล็กซี M60 อย่างสมบูรณ์ โดยใจกลางของกาแล็กซี่ M60 นั้นมีหลุมดำขนาดมหายักษ์ที่มีมวลกว่า 4,500 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ขนาดใหญ่กว่าหลุมดำใจกลางทางช้างเผือกถึง 1,000 เท่า และเมื่อถึงเวลานั้น หลุมดำทั้ง 2 จะเข้ารวมกันเป็นหลุมดำเดียว

ที่มา http://www.nasa.gov/press/2014/september/hubble-helps-find-smallest-known-galaxy-containing-a-supermassive-black-hole/#.VBphS8WSySr