นักดาราศาสตร์พบดาวฤกษ์โคจรรอบหลุมดำในระยะทางที่ใกล้มาก ๆ

ภาพวาดจินตราการของหลุมดำ เครดิต MSU

ทีมของนักดาราศาสตร์ได้พบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่โคจรรอบหลุมดำ (Black hole) ทุก ๆ สองรอบต่อชั่วโมง และเชื่อว่าการค้นพบของนักดาราศาสตร์ครั้งนี้เป็นการค้นพบดาวฤกษ์ที่โคจรใกล้หลุมดำมากที่สุดเท่าที่เคยพบกันมา

การทำงานครั้งนี้เป็นการร่วมมือกันที่มีนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Michigan State University ร่วมอยู่ในการทำงานครั้งนี้ ผลงานของพวกเขาได้ถูกตีพิมพ์เพื่อการตรวจสอบในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society อุปกรณ์ที่ใช้ในการสังเกตหลุมดำและดาวฤกษ์ประกอบด้วย กล้องเอกซ์เรย์ที่หอดูดาวจัทนรา (Chandra X-ray Observatory) และกล้องโทรทรรศน์ NuSTAR ขององค์การนาซ่า และกล้องโทรทรรศน์ Australia Telescope Compact Array

วงโคจรของดาวฤกษ์กับหลุมดำอยู่ในกระจุกของกลุ่มดาวทูคานา 47 ซึ่งเป็นกระจุกของกลุ่มดาวที่หน่าแนนในกาแลคซีทางช้างเผือกของเราห่างจากโลกประมาณ 14,800 ปีแสง นักดาราศาสตร์ได้สังเกตดาวฤกษ์ดวงนี้มานานแล้วแต่ไม่คิดว่ามันโคจรอยู่รอบหลุมดำจนกระทั้งในปี 2015 ที่กล้องโทรทรรศน์เอกซ์เรย์จันทราได้เปิดเผยของพลังของแรงดึกของหลุมดำ โดยที่ดาวฤกษ์ดวงนี้เป็นดาวแคระขาว ดาวแคระขาวคือดาวที่มีมวลต่ำและกำลังจะดับ

ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์เอกซ์เรย์จันทราได้แสดงให้เห็นว่าแสงสว่างจากกล้องเกิดขึ้นทุก ๆ 28 นาทีซึ่งเป็นการบ่งชี้ถึงเวลาของดาวฤกษ์โคจรรอบหลุมดำ ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์จันทราเปิดเผยด้วยว่าดาวฤกษ์ดวงนี้มีจำนวนของออกซิเจนอยู่ในระบบซึ่งเป็นคุณสมบัติของดาวแคระขาว จากข้อมูลเหล่านี้สรุปได้ว่าดาวฤกษ์เป็นดาวแคระขาวที่โคจรอยู่รอบหลุมดำที่มีระยะห่างกันเพียง 2.5 เท่าของระยะทางจากโลกและดวงจันทร์ของเรา

ดาวแคระขาวดวงนี้โคจรใกล้กับหลุมดำมากจนทำให้พื้นผิวของดาวแคระขาวถูกดึกออกไปในอวกาศก่อนที่จะตกไปในหลุมดำที่มันโคจรรอบ ๆ อยู่ แต่อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์ไม่เชื่อว่าดาวแคระขาวจะถูกกลืนเข้าไปในหลุมดำแต่นักดาราศาสตร์ก็ไม่ข้อมูลที่ชัดเจนที่สามารถบอกชะตากรรมที่แน่ชัดของดาวแคระขาวดวงนี้

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างชัดแจนว่าทำไหมดาวแคระขาวถึงโคจรใกล้กับหลุมดำมากขนาดนี้ แต่ทฤษฎีหนึ่งเชื่อว่าเกิดการชนกันระหว่างหลุมดำและดาวฤกษ์ดวงใหญ่ เป็นผลทำให้ส่วนภายนอกของดาวฤกษกระจัดกระจายออกไปในอวกาศ และเหลือส่วนที่เป็นแกนของดาวฤกษ์ที่กลายเป็นดาวแคระขาวโคจรอยู่รอบหลุมดำเหมือนทุกวันนี้

อีกทฤษฎีหนึ่งที่เป็นไปได้ก็คือว่าดาวแคระไม่ได้โคจรรอบหลุมดำแต่โคจรรอบดาวนิวตรอน ดาวนิวตรอนเป็นดาวที่มีมวลที่หนาแน่นและจะหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงขนาดพันรอบ ๆ ต่อวินาทีซึ่งทำให้มันดึงผิวของดาวแคระออกไปในอวกาศ กลุ่มนักดาราศาสตร์ไม่ค่อยมีความเชื่อในทฤษฎีกันเพราะคุณสมบัติบางอย่างที่ไม่พบ แต่ก็ไม่มีหลักฐานอื่นที่จะไปหักล้างว่าทฤษฎีนี้ไม่ถูกต้อง

 

อ่านเรื่องราวอื่นๆ เกี่ยวกับอวกาศ


 

ที่มา Michigan State University และวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

 

error: กด RightClick แทน