เราคาดการณ์ว่าทุกกาแล็กซีในเอกภพจะมีหลุมดำซ่อนตัวอยู่ที่ ณ บริเวณใจกลาง แต่ปัญหาก็คือ มนุษย์ไม่มีทรัพยากรมากพอในการตรวจสอบว่าสมมติฐานนี้เป็นจริงหรือไม่ ซึ่งนำไปสู่การประเมินที่เกี่ยวกับอัตราส่วนระหว่างหลุมดำที่ถูกก๊าซบดบังกับไม่ถูกก๊าซบดบัง ที่จะเปิดทางให้กับการแก้ไขทฤษฎีวิวัฒนาการของเอกภพในภายหน้า

งานวิจัยที่เผยแพร่ใน Astrophysical Journal ประมาณการว่า 35% ของหลุมดำมวลยิ่งยวด (Supermassive Black Holes) ถูกบดบังด้วยฝุ่นและก๊าซที่อยู่รอบ ๆ หลุมดำ ซึ่งหนาจนพลังงานต่ำไม่สามารถเดินทางฝ่าชั้นเหล่านี้ออกมาได้ ในขณะที่การสำรวจอื่น ๆ ก่อนหน้านี้พบว่ามีหลุมดำลักษณะนี้น้อยกว่า 15% จากเดิมนักวิทยาศาสตร์คาดกันว่าสัดส่วนที่แท้จริงของหลุมดำที่ถูกบดบังควรจะใกล้เคียงกับ 50/50 ตามแบบจำลองการเติบโตของกาแล็กซี แต่หากการสำรวจยังแสดงตัวเลขออกมาว่าหลุมดำที่ถูกบดบังมีอัตราส่วนที่น้อยกว่า 50/50 นั้นหมายถึงอาจจะต้องมีการเปลี่ยนแนวคิดเกี่ยวกับตัวเลขนี้

ภาพวาดจากจินตนาการของศิลปินของหลุมดำโดยแสงที่มีความยาวคลื่นแตกต่างกัน 4 แบบ แสงที่มองเห็นได้ (ด้านบนขวา) และรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ (ด้านล่างซ้าย) ถูกวงแหวนปิดกั้น แสงอินฟราเรด (ด้านบนซ้าย) ถูกกระจัดกระจายและถูกปล่อย

แม้ว่าหลุมดำจะเป็นสิ่งที่มืดมิดที่สุดในเอกภพ แต่เราก็สามารถบอกว่าหลุมดำเป็นสิ่งที่สว่างที่สุดในเอกภพได้เช่นเดียวกัน อันเนื่องมาจากก๊าซร้อนที่ตกเข้าไปใกล้หลุมดำนั้นจะถูกเร่งความเร็วจนร้อนจัด มีสถานะเป็นพลาสมา เราเรียกสิ่งนี้ว่าจานพอกพูนมวล และด้วยความร้อนอันมหาศาลนี้เองที่ทำให้จานพอกพูนมวลเปล่งแสงที่สว่างมากกว่าดวงดาวทุกดวงที่เคยมีมา

กลุ่มก๊าซและฝุ่นรอบ ๆ หลุมดำที่ป้อนพลังงานให้แผ่นจานสว่างตรงกลางอาจมีรูปร่างคล้ายวงแหวน หากมองวงแหวนจากตรงด้านหน้า ก็จะมองเห็นแผ่นดิสก์สว่างชัดเจน แต่หากมองจากด้านข้าง จะมองไม่เห็นแผ่นดิสก์นั้น และที่สำคัญเราไม่สามารถเปลี่ยนมุมมองที่ใช้ในการมองหลุมดำที่ห่างไกลได้ เพราะวัตถุเหล่านี้อยู่ห่างไกลเกินไปและเราไม่มีทางที่จะเดินทางออกไปห่างไกลเพื่อเปลี่ยนมุมมองที่เรามองได้

แม้หลุมดำจะถูกบดบังจากฝุ่นและกลุ่มก๊าซหนาทึบ แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศก็ยังสามารถระบุตำแหน่งของหลุมดำที่ถูกบดบังไว้อยู่ได้หากจานพอกพูนมวลของหลุมดำหันหน้ามาหาเรา แต่หากจานพอกพูนมวลหันด้านข้างมาให้ เราแทบไม่มีทางในการระบุหลุมดำในลักษณะนี้ได้เลย ยกเว้นในกรณีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติพิเศษที่หลุมดำปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา เช่นในปี 1983 ที่ NASA ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ Infrared Astronomical Satellite (IRAS) ตรวจจับรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นรอบ ๆ หลุมดำ

ภาพวาดกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์ NuSTAR ของ NASA

การยืนยันตำแหน่งของหลุมดำที่ถูกบดบังจากกลุ่มก๊าซโดยตรง ปัจจุบันใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ NuSTAR ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ของ NASA ที่สามารถตรวจจับรังสีเอกซ์พลังงานสูงที่ทะลุผ่านกลุ่มก๊าซและฝุ่นได้

การประมาณการหลุมดำที่ถูกบดบังจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นคือหนึ่งในการสำรวจที่สำคัญอันเนื่องมาจากหลุมดำจะเติบโตได้นั้นก็เพราะมันดูดกลืนมวลจากวัตถุรอบ ๆ มาทำให้มันเติบโต นั่นหมายความว่าจะมีหลุมดำอีกเป็นจำนวนมากที่เข้าไปอยู่ท่ามกลางฝุ่นก๊าซที่มืดมิดและบดบังพวกมัน

นอกจากนี้การประมาณจำนวนหลุมดำก็สำคัญต่อทฤษฎีวิวัฒนาการของกาแล็กซีและเอกภพเป็นอย่างมากเพราะว่าหลุมดำคือสิ่งที่ดูดกลืนสสารและดวงดาว หมายความว่าดาวฤกษ์ในเอกภพที่แท้จริงอาจจะมีปริมาณมากกว่าและมีขนาดที่ใหญ่กว่านี้

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

มี “หลุมดำ” มากแค่ไหนที่หลบซ่อนอยู่ในเอกภพของเรา