ไขปริศนาจักรวาลกับฮับเบิล ตอนที่ 15: พบหลุมดำในโอเมกาคนครึ่งม้า

นักดาราศาสตร์ไม่ได้ให้สนใจกระจุกดาวทรงกลม โอเมกา คนครึ่งม้า (Omega Centauri) มายาวนาน แต่ผลงานใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ NASA / ESA และหอดูดาว เจมินี ได้เปิดเผยเรื่องราวที่น่าประหลาดใจเป็นพิเศษของโอเมกา คนครึ่งม้า นี้

 

ในตอนนี้ วัตถุท้องฟ้าพิเศษสุดที่จะมาเป็นแขกของเรา คือ โอเมกา คนครึ่งม้า เป็นกระจุกดาวทรงกลมที่รู้จักกันมานานแล้วว่า มันมีขนาดใหญ่ที่สุด สว่างที่สุด เห็นได้ง่ายบนท้องฟ้ายามค่ำคืน

 

กระจุกดาวทรงกลมจะมีดาวฤกษ์อายุมากนับแสนดวงที่มาอยู่ใกล้ๆ กัน เพราะมีแรงดึงดูดระหว่างกัน พบได้บริเวณรอบนอกของกาแล็กซี รวมถึงกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา มันสวยงามแต่ว่าลึกลับ โอเมกา คนครึ่งม้า จึงซ่อนปริศนาให้นักดาราศาสตร์ค้นหาตลอดเวลา

โอเมกา คนครึ่งม้า ปรากฏอยู่ในกลุ่มดาว คนครึ่งม้า (Centaurus) สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า เป็นวัตถุท้องฟ้าที่น่าสนใจของนักดูดาวทางซีกฟ้าใต้ มีขนาดพอๆ กับจันทร์เพ็ญเมื่อสังเกตในท้องฟ้าที่มืดมิด

 

ยุคเก่าก่อนมีการถกเถียงกันว่า มันเป็นวัตถุท้องฟ้าประเภทไหนกันแน่ ครั้งแรกถูกจัดเป็นดาวฤกษ์เดี่ยวๆ ในบัญชีดาวฤกษ์ของ ทอเลมี (Ptolemy) เมื่อเกือบ 2,000 ปีที่แล้ว และในปี ค.ศ. 1677 เอดมันด์ แฮลลีย์ บอกว่ามันเป็นเนบิวลา

ในช่วงทศวรรษ 1830 นักดาราศาสตร์อังกฤษ จอห์น เฮอร์สเชล เป็นคนแรกที่บอกว่ามันเป็นกระจุกดาวทรงกลม และยอมรับกันต่อมาตั้งแต่นั้น

 

โอเมกา คนครึ่งม้า มีความพิเศษหลายอย่างแตกต่างจากกระจุกดาวทรงกลมอื่น เปรียบเทียบกับกระจุกดาวทรงกลมทั่วไป

 

โอเมกา คนครึ่งม้า มีรูปทรงที่แบนมาก หมุนรอบศูนย์กลางเร็วมาก และมีดาวฤกษ์อายุแตกต่างกันหลายรุ่น ซึ่งเป็นเรื่องแปลกเพราะกระจุกดาวทรงกลมตามปกติจะมีดาวฤกษ์อายุมากรุ่นเดียวกันทั้งหมด

 

ยิ่งกว่านั้น โอเมกา คนครึ่งม้า ยังมีมวลมากกว่ากระจุกดาวทรงกลมทั่วไปถึง 10 เท่า เกือบเท่ากับมวลของกาแล็กซีขนาดเล็ก

ตอนนี้ มีภาพใหม่ๆ จากกล้องสำรวจชั้นสูงของ NASA / ESA ที่ติดตั้งบนกล้องฮับเบิล และข้อมูลจากอุปกรณ์แยกแสงสี GMOS ของหอดูดาวเจมินี แสดงว่าใน โอเมกา คนครึ่งม้า มีสิ่งที่หาได้ยากอย่างหนึ่งคือ หลุมดำมวลปานกลางอยู่ที่ศูนย์กลาง

 

หลุมดำนี้ถูกค้นพบภายหลังจากนักดาราศาสตร์ตรวจวัดการเคลื่อนที่และความสว่างของดาวฤกษ์ที่อยู่ตรงศูนย์กลางของ โอเมกา คนครึ่งม้า พบว่า ดาวฤกษ์เหล่านั้นเคลื่อนที่เร็วมากกว่าปกติที่ควรเป็น

ลักษณะนี้บ่งบอกชัดเจนว่า ต้องมีอะไรบางอย่างที่มีมวลมากอยู่ตรงศูนย์กลางของกระจุกดาว นั่นคือมีหลุมดำพลังสนามแรงโน้มถ่วงสูง มีมวลมากถึง 40,000 เท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นคำอธิบายจากการตรวจวัดเบื้องต้น

เราพบหลุมดำนี้จากการวิเคราะห์ภาพที่มีทั้งหมดและตรวจวัดจำนวนดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ศูนย์กลางกระจุกดาวนี้มากๆ แล้วเราก็ใช้อุปกรณ์แยกแสงสี GMOS วัดความเร็วของดาวฤกษ์เหล่านั้น พบว่ามันเคลื่อนรอบศูนย์กลางเร็วกว่าปกติมาก เมื่อเป็นแบบนี้ มันจะต้องมีสสารที่มีมวลมากอยู่ตรงศูนย์กลาง ซึ่งก็คือหลุมดำ

 

ที่พิเศษอย่างหนึ่งของหลุมดำนี้คือ มันมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 40,000 เท่า นั่นคือมันมีขนาดใหญ่มากกว่าหลุมดำที่เกิดจากดาวฤกษ์ทั่วๆ ไปในกาแล็กซีของเรา แต่มีขนาดเล็กกว่าหลุมดำมวลมหาศาล

ที่อยู่ตรงศูนย์กลางของกาแล็กซีหลายแห่ง ธรรมชาติของการเกิดหลุมดำคือการมีมวลเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จึงไม่ได้หยุดอยู่ที่มีขนาดเล็กหรือใหญ่

 

นี่เป็นหลุมดำแห่งที่สองที่เราพบอยู่ในกระจุกดาวทรงกลม จึงเป็นข้อมูลที่ยืนยันได้ชัดเจน แต่ยังมีอีก คือเรารู้ว่ามันเป็นเหมือนเมล็ดพันธุ์ที่จะเติบโตเป็นหลุมดำมวลมหาศาลได้ และถ้าเราพบลักษณะแบบเดียวกันนี้อีก เมื่อนั้นเราก็จะรู้ว่ามันคือแหล่งเมล็ดพันธุ์ที่ทำให้เกิดหลุมดำมวลมหาศาล

 

ยังมีอีกเรื่องหนึ่งที่เกี่ยวกับการค้นพบนี้ ซึ่งน่าจะเป็นจริงคือ โอเมกา คนครึ่งม้า ไม่ได้เป็นเพียงแค่กระจุกดาวทรงกลมเท่านั้น แต่มันอาจเคยเป็นกาแล็กซีแคระที่สลัดดาวฤกษ์รอบนอกๆ และสสารมืดหลุดออกไป ซึ่งนักดาราศาสตร์จะหาคำตอบนี้กันต่อไป

 

เป็นเวลายาวนานมากว่าสองพันปีแล้วที่ โอเมกา คนครึ่งม้า ถูกเข้าใจผิด คิดว่ามันเป็นดาวฤกษ์ดวงเดียว

 

สุดท้ายธรรมชาติที่แท้จริงก็ปรากฏโฉมออกมา แต่ว่า โอเมกา คนครึ่งม้า จะมีอะไรให้เราประหลาดใจกันอีก