พบวัฏจักรใหม่ของ "หลุมดำ" เสมือนน้ำพุเวียน

หลุมดำเปรียบเสมือนจอมตะกละในเอกภพ มันดูดกลืนทุกอย่างอย่างไม่เลือกหน้า เมื่อเร็ว ๆ นี้นักดาราศาสตร์พบวัฏจักรหนึ่งของหลุมดำ เป็นปรากฏการณ์คล้ายกับน้ำพุเวียนที่พ่นสสารออกสู่อวกาศและตกกลับลงสู่ตัวของมันเองใหม่ ปรากฏการณ์นี้ป้อนอาหารปริมาณมหาศาลให้แก่หลุมดำอย่างต่อเนื่อง คล้ายกับหลุมดำสร้างอาหารให้กับตัวเอง

ภาพเจ็ตพวยพุ่งออกจากหลุมดำ M87 ซึ่งสามารถกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลสามารถถ่ายสิ่งนี้ติดได้

เมื่อเร็ว ๆ นี้นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราร่วมกับ Very Large Telescope (VLT) สังเกตการณ์หลุมดำทั้งหมดเจ็ดดวง ณ ใจกลางของเหล่าดาราจักรขนาดใหญ่ที่อยู่ท่ามกลางกระจุกดาราจักรที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพ ซึ่งมีหลุมดำขนาดมหึมาที่มีมวลตั้งแต่ล้านไปจนถึงหมื่นล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ปลดปล่อยเจ็ตพลังงานสูงที่เกิดจากการกลืนกินมวลเข้าไป

ในภาพมีสองกระจุกดาราจักรที่กล้องจันทราและ VLT สำรวจ ได้แก่ กระจุกดาราจักร Perseus และกระจุกดาราจักร Centaurus กล้องโทรทรรศน์ทั้งสองเผยให้เห็นโครงข่ายก๊าซร้อนและเย็นซับซ้อนที่หล่อเลี้ยงหลุมดำอย่างน่าประหลาด กล้องจันทราซึ่งสังเกตการณ์ในย่านรังสีเอกซ์จะตรวจจับก๊าซร้อนจากเจ็ตที่พวยพุ่งออกมาจากหลุมดำ ส่วนกล้อง VLT ทำหน้าที่ตรวจจับก๊าซที่เย็นตัวลงหลังจากออกมาจากหลุมดำได้นับล้านปี

ภาพถ่ายเปรียบเทียบของสองกระจุกดาราจักร Perseus และ Centaurus ที่ทั้งสองเห็นเส้นใยจักรวาลจาง ๆ ที่เกิดจากปรากฏการณ์น้ำพุเวียนที่ระบุไว้ข้างต้น

นักดาราศาสตร์ได้ใช้ข้อมูลการไหลของก๊าซร้อนและเย็นที่ตรวจจับได้มาจำลองในคอมพิวเตอร์และพบว่ากระบวนการไหลของเจ็ตที่พวยพุ่งออกมานั้นมีความซับซ้อนกว่าที่คาดคิดไว้ ทีมนักวิจัยว่าเจ็ตร้อนที่พวยพุ่งออกมานั้นจะค่อย ๆ เย็นตัวลงหลังจากเคลื่อนที่ออกจากหลุมดำ เมื่อก๊าซเย็นตัวลงและชะลอความเร็วลงแล้ว พวกมันจะค่อย ๆ เดินทางกลับเข้าไปหาหลุมดำอีกครั้งหนึ่ง การตกกลับในครั้งนี้จะมีบางส่วนที่ถูกดูดกลืนโดยหลุมดำและบางส่วนก็ถูกเร่งและระเบิดเป็นลำเจ็ตพุ่งออกสู่อวกาศอีกรอบ

วัฏจักรนี้ดูคล้ายกับน้ำพุเวียน ซึ่งน้ำพุจะถูกพ่นออกมากลางอากาศก่อนที่จะตกกลับเข้าไปที่บ่อเก็บน้ำและมีการพ่นขึ้นไปใหม่ เป็นวัฏจักร เพียงแต่ว่าวัฏจักรนี้กินเวลาหลายร้อยล้านปี

ภาพถ่ายของดาราจักรรูปแมงกะพรุน ESO 137-001 ซึ่งคาดว่าเส้นสายที่ยืดยาวออกจากอวกาศอาจเกิดจากปรากฏการณ์น้ำพุเวียนนี้ก็ได้

วัฏจักรนี้ช่วยทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใจกระบวนการเพิ่มมวลของหลุมดำมากยิ่งขึ้น รวมไปถึงกระบวนการก่อกำเนิดดวงดาวและการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของดาราจักรที่เกิดจากหลุมดำ อย่างเช่นดาราจักรแมงกะพรุน (Jellyfish Galaxies) ที่ตัวดาราจักรมีหางยืดยาวออกมาคล้ายกับแมงกะพรุน อาจเป็นไปได้ว่าหางที่ยืดยาวออกมาอาจจะเกิดจากวัฏจักรที่กล่าวมาข้างต้นก็เป็นไปได้

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

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

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech