นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบกลุ่มก๊าซที่ปั้นเป็นรูปลูกอ๊อดที่อยู่ใกล้ใจกลางทางช้างเผือก ซึ่งอาจชี้ไปยังหลุมดำมวลปานกลางที่หาได้ยาก

สิ่งที่เรียกว่าลูกอ๊อดที่อยู่ใกล้ใจกลางดาราจักรอาจเป็นเหยื่อของหลุมดำมวลปานกลางที่หาได้ยาก (เครดิตรูปภาพ: Keio University)เมฆฝุ่นขนาดมหึมาที่มีรูปร่างผิดปกติซึ่งนักดาราศาสตร์ตั้งชื่อเล่นว่า “ลูกกบ” สามารถชี้ตำแหน่งของหลุมดำชนิดที่หายากมากซึ่งไม่เคยได้รับการยืนยันว่ามีอยู่ในกาแลคซีของเรามาก่อน

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 10 มกราคมในThe Astrophysical Journal(เปิดในแท็บใหม่)นักวิจัยในญี่ปุ่นอธิบายถึงเมฆฝุ่นประหลาด ซึ่งดูเหมือนลูกอ๊อดหัวโตหางยาว และตั้งอยู่ใกล้ใจกลางทางช้างเผือกในกลุ่มดาวคนยิงธนู ห่างจากโลกประมาณ 27,000 ปีแสง

บริเวณทางช้างเผือกนี้เรียกว่า Central Molecular Zone มีความหนาแน่นสูงมากด้วยกลุ่มเมฆฝุ่นที่ก่อตัวเป็นดาวซึ่งเกาะกลุ่มกันรอบหลุมดำมวลมหาศาลใจกลางกาแลคซีของเรา ซึ่งรู้จักกันในชื่อ Sagittarius A * แม้แต่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นนี้ รูปร่างและการเคลื่อนไหวของลูกกบก็ยังโดดเด่นในสายตานักวิจัย

จากการสังเกตการณ์จากกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ในฮาวาย รวมถึงกล้องโทรทรรศน์วิทยุโนเบยามะ 45 ม. ในเมืองนากาโนะ ประเทศญี่ปุ่น ทีมวิเคราะห์ลูกกบและสภาพแวดล้อมโดยรอบในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ นักวิจัยระบุว่าลูกอ๊อดถูกยืดออกจนมีรูปร่างผิดปกติโดยแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของวัตถุที่อยู่ใกล้เคียง อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าพวกเขาจะมองเข้าไปที่ความยาวคลื่นใด การค้นหาของทีมก็ไม่พบร่องรอยของสิ่งใดก็ตามที่ใหญ่พอที่จะทำให้เสียรูปได้

การขาดหายไปนี้เผยให้เห็นเงื่อนงำสำคัญเกี่ยวกับตัวตนของวัตถุที่มองไม่เห็น”ความกะทัดรัดเชิงพื้นที่ของลูกกบและไม่มีส่วนสว่างในช่วงความยาวคลื่นอื่นๆ บ่งชี้ว่าวัตถุอาจเป็นหลุมดำมวลปานกลาง” นักวิจัยเขียนในการศึกษาที่เกี่ยวข้อง: เกิดอะไรขึ้นที่ใจกลางหลุมดำหลุมดำมีขนาดใหญ่มากจนไม่มีสิ่งใดหนีแรง โน้มถ่วงของพวกมันได้ แม้แต่แสง ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงไม่สามารถมองเห็นพวกมันได้โดยตรง อย่างไรก็ตาม นักวิจัยสามารถระบุหลุมดำได้จากวิธีที่สัตว์ประหลาดในจักรวาลเหล่านี้บิดเบี้ยวอวกาศและวัตถุรอบๆ พวกมัน

หลุมดำส่วนใหญ่ที่ค้นพบจนถึงปัจจุบันแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ หลุมดำมวลดาวฤกษ์ ซึ่งอาจมีน้ำหนักมากถึง 100 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ของโลก และก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์มวลมากยุบตัวลงด้วยน้ำหนักของมันเอง และหลุมดำมวลมหาศาล ซึ่งอยู่ใจกลางดาราจักรขนาดใหญ่เกือบทั้งหมด และอาจมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์นับล้านถึงพันล้านเท่า นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าหลุมดำมวลมหาศาลในเอกภพ ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร

เรื่องที่เกี่ยวข้อง
— 8 วิธีที่เรารู้ว่าหลุมดำมีอยู่จริง

— 9 ข้อคิดเกี่ยวกับหลุมดำที่จะทำให้คุณทึ่ง

— การค้นพบหลุมดำขนาดใหญ่ที่สุด 10 หลุมในปี 2022

ระหว่างสองประเภทนี้เป็นหลุมดำประเภทที่สามที่เข้าใจยาก: หลุมดำมวลปานกลาง วัตถุเหล่านี้ ซึ่งสามารถวัดมวลได้ระหว่าง 100 ถึง 100,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ถือเป็น ” จุดเชื่อมโยงที่ขาดหายไป ” ในทฤษฎีหลุมดำ เนื่องจากขนาดกลางของวัตถุเหล่านี้อาจแสดงถึงระยะการเจริญเติบโตที่สำคัญระหว่างหลุมดำขนาดเล็กและมวลมหาศาล

จนถึงขณะนี้ มีเพียงไม่กี่หลุมดำที่มีมวลปานกลางเท่านั้นที่ได้รับการระบุทั่วทั้งเอกภพ ไม่เคยมีการพิสูจน์ว่ามีอยู่จริงในทางช้างเผือก แม้ว่าจะมีผู้พบผู้ท้าชิงหลายคน รวมทั้งอีกสี่คนที่อยู่ใกล้ใจกลางกาแล็กซี

เมื่อผู้เขียนการศึกษาคำนวณมวลที่ต้องใช้ในการยืดลูกกบให้มีรูปร่างที่แตกต่างกัน พวกเขาพบว่าหลุมดำที่วัดมวลได้ประมาณ 100,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์เป็นตัวการที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด

แม้ว่าการค้นพบนี้ต้องการการสังเกตเพิ่มเติมเพื่อยืนยัน แต่การมีอยู่ของหลุมดำมวลปานกลางที่มีศักยภาพอีกแห่งใกล้กับใจกลางกาแล็กซี บ่งชี้ว่าหลุมดำเหล่านี้อาจมีอยู่มากมายในนั้นมากกว่าที่นักดาราศาสตร์เคยคิดไว้ สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยในอนาคตมีเป้าหมายที่มีแนวโน้มในการศึกษาเพื่อค้นหาหนึ่งในลิงก์ที่ขาดหายไปที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล