22 กุมภาพันธ์ 2023 ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา เผยให้เห็นหลุมดำยักษ์ 2 คู่ในกาแล็กซีแคระ ที่กำลังมุ่งหน้าพุ่งชนกัน นับเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์สามารถติดตามการชนกันของหลุมดำยักษ์ได้ตั้งแต่ช่วงเริ่มต้น ก่อนที่หลุมดำจะรวมตัวกันเป็นหนึ่งเดียว ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจวิวัฒนาการของหลุมดำยักษ์ในช่วงแรกเริ่มของเอกภพได้มากยิ่งขึ้น

as20230310 1 01

 

โดยนิยามแล้ว กาแล็กซีแคระ (Dwarf Galaxy) เป็นกาแล็กซีขนาดเล็กที่มีมวลดาวฤกษ์สมาชิกรวมกันไม่เกิน 3,000 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ หรือน้อยกว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกประมาณ 20 เท่า ซึ่งนักดาราศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่า ในเอกภพยุคแรกเริ่มนั้น น่าจะมีกาแล็กซีประเภทนี้อยู่จำนวนมาก และเกิดการชนกันกลายเป็นกาแล็กซีขนาดใหญ่ที่เราเห็นได้ทั่วไปในปัจจุบัน 

 

อย่างไรก็ดี การจะพิสูจน์ข้อสมมติฐานนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากกาแล็กซีแคระนั้นมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับกาแล็กซีปกติ และยิ่งเราพยายามที่จะมองหากาแล็กซีแคระในเอกภพยุคแรกเริ่ม ก็ยิ่งเป็นไปได้ยาก เนื่องจากเมื่อมองจากโลกกาแล็กซีเหล่านี้จะมีความสว่างที่น้อยมาก อีกหนึ่งวิธีในพิสูจน์ก็คือ การค้นหากาแล็กซีแคระที่กำลังจะชนกันที่ไม่ได้อยู่ไกลจนเกินไป ซึ่งเป็นที่มาของงานวิจัยในครั้งนี้

 

 

งานวิจัยในครั้งนี้ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราในช่วงคลื่นรังสีเอกซ์ และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ WISE ในช่วงคลื่นรังสีอินฟราเรด และกล้องโทรทรรศน์ CFHT ในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็น มาวิเคราะห์ร่วมกัน แสดงให้เห็นถึงกาแล็กซีแคระ 2 คู่ที่กำลังจะพุ่งชนกัน โดยมีหลุมดำยักษ์อยู่ใจกลางกาแล็กซีทั้งหมด

 

กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา (Chandra X-ray Observatory) เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ศึกษาดาราศาสตร์ในช่วงคลื่นรังสีเอกซ์ สามารถใช้ศึกษาวัตถุอวกาศที่มีพลังงานสูงได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณรอบ ๆ หลุมดำยักษ์ ที่มักจะมีสสารหมุนวนด้วยความเร็วสูง จนเกิดความร้อนและพลังงานสูงที่ทำให้แผ่งรังสีเอกซ์ความเข้มสูงออกมา โดยทีมวิจัยได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราค้นหากาแล็กซีแคระที่กำลังชนกัน และมีแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ความเข้มสูงอยู่บริเวณใจกลาง จึงค้นพบกาแล็กซีแคระ 2 คู่ที่นำมาสู่งานวิจัยในครั้งนี้

 as20230310 1 02

กาแล็กซีแคระ “Mirabilis” ในกระจุกกาแล็กซี Abell 133 ที่เกิดการชนกันและกำลังรวมกันเป็นหนึ่งกาแล็กซี

 

คู่แรก อยู่ในกระจุกกาแล็กซี Abell 133 ห่างออกไปจากโลกของเรา 760 ล้านปีแสง สีชมพูในภาพแสดงให้เห็นถึงข้อมูลรังสีเอกซ์จากกล้องจันทรา เป็นตำแหน่งของหลุมดำยักษ์  2 แห่งที่กำลังมุ่งหน้าพุ่งชนกัน ขณะที่สีฟ้าแสดงถึงข้อมูลในช่วงคลื่นแสงที่ตามองเห็นจากกล้อง CFHT 

 

กาแล็กซีแคระคู่นี้กำลังอยู่ในช่วงสุดท้ายของการชนกันก่อนที่จะรวมตัวกันกลายเป็นกาแล็กซีเดียว จากภาพแสดงให้เห็นแนวสสารที่ทอดยาวไปในอวกาศ เป็นผลมาจากแรงไทดัลอันมหาศาลที่เหวี่ยงสสารบางส่วนออกนอกกาแล็กซี โดยทีมวิจัยตั้งชื่อเล่นให้กับกาแล็กซีแคระคู่นี้ว่า “Mirabilis” ซึ่งเป็นชื่อสายพันธุ์ของนกฮัมมิงเบิร์ดที่มีหางยาวและใกล้จะสูญพันธุ์ และเรียกเพียงชื่อเดียวเนื่องจากทั้งสองกาแล็กซีแคระนี้ กำลังรวมกันเป็นหนึ่งเดียว

 

as20230310 1 03

กาแล็กซีแคระในกระจุกกาแล็กซี Abell 1758S ที่กำลังชนกัน ได้แก่ กาแล็กซี “Vinteuil” (บน) และกาแล็กซี “Elstir” (ล่าง)

 

กาแล็กซีแคระคู่ที่ 2 อยู่ภายในกระจุกกาแล็กซี Abell 1758S อยู่ห่างออกไปจากโลกของเราประมาณ 3,200 ล้านปีแสง นักดาราศาสตร์ตั้งชื่อเล่นให้กับกาแล็กซีแคระคู่นี้ว่า “Vinteuil” เป็นกาแล็กซีที่ปรากฏอยู่ด้านบน และ “Elstir” เป็นกาแล็กซีที่ปรากฏอยู่ด้านล่างของภาพ ตั้งชื่อตามตัวละครในนวนิยายของ Marcel Proust เรื่อง In Search of Lost Time

 

ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราแสดงให้เห็นสสารที่วนรอบหลุมดำยักษ์ภายในกาแล็กซีทั้งสองแห่ง และน่าจะเป็นภาพเหตุการณ์ช่วงแรก ๆ ก่อนที่กาแล็กซีทั้งสองจะรวมตัวกัน โดยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของกาแล็กซีจะดึงดูดดาวฤกษ์และกลุ่มแก๊สต่าง ๆ ซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดเป็นแนวสสารเชื่อมต่อระหว่างสองกาแล็กซี

 

ปัจจุบันนักดาราศาสตร์คาดว่า กาแล็กซีขนาดใหญ่ที่เราเห็นกันในปัจจุบันนี้ อาจมีต้นกำเนิดมาจากกาแล็กซีแคระขนาดเล็กในเอกภพยุคแรกเริ่ม ที่เกิดการชนกันและรวมตัวกัน กลายเป็นกาแล็กซีที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ  การสังเกตการณ์ต่อยอดจากงานวิจัยครั้งนี้ จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจวิวัฒนาการของกาแล็กซีทางช้างเผือก ภาพรวมของวิวัฒนาการกาแล็กซีอื่น ๆ  ไปจนถึงวิวัฒนาการของหลุมดำในยุคแรกเริ่มของเอกภพได้มากยิ่งขึ้น 

 

อ้างอิง : 

[1] https://chandra.harvard.edu/photo/2023/bh_pairs/

[2] https://arxiv.org/abs/2211.04609

 

| Category: ข่าวดาราศาสตร์ | Hits: 3196