พบระบบดาวชนิดใหม่ บ่งชี้ "หลุมดำ" ถูกเตะออกจากกาแลกซีแรงแค่ไหน

นักดาราศาสตร์พบระบบดาวชนิดใหม่ เป็นซากดาวที่รวมตัวกันอย่างหนาแน่น เป็นหลักฐานบ่งชี้ "หลุมดำ" หลุดออกจากกาแลกซีแรงแค่ไหน ตามมาด้วยการรวมตัวกับหลุมดำของอีกกาแลกซีหนึ่ง เปรียบเปรยเป็นเหมือน "ดีเอ็นเอ" ของซากสัตว์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว เชื่อภาพของระบบดาวลักษณะนี้เคยผ่านตานักดาราศาสตร์มาบ้าง

"ระบบดาวหนาแน่นยิ่งยวด" (hypercompact stellar systems) เป็นวัตถุอวกาศชนิดใหม่ ที่กลุ่มนักดาราศาสตร์จากหลายสถาบันได้แก่ เดวิด เมอร์ริตต์ (David Merritt) สถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์ (Rochester Institute of Technology) เจอเรมี ชนิตแมน (Jeremy Schnittman) มหาวิทยาลัยจอห์นส์ฮอปกินส์ (Johns Hopkins University) สหรัฐอเมริกา และสเตฟานี โคมอสซา (Stefanie Komossa) จากสถาบันมักซ์พลังก์ด้านฟิสิกส์ระหว่างดวงดาว (Max-Planck-Institut for Extraterrestrial Physics) ในเยอรมนี ได้ร่วมกันจำแนกออกมา

ไซน์เดลีรายงานคำชี้แจงของทีมวิจัยที่กล่าวว่า ซากกระจุกดาวเหล่านี้อาจตรวจพบได้ในย่านความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้ และวัตถุอวกาศชนิดใหม่ อาจเคยตรวจพบมาบ้างแล้ว จากการบันทึกภาพสำรวจอวกาศ ซึ่งการค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ลงวารสารแอสโทรฟิสิคัลเจอร์นัล (Astrophysical Journal) เพื่ออธิบายคุณสมบัติเชิงทฤษฎีของวัตถุอวกาศดังกล่าวนี้

ระบบดาวหนาแน่นยิ่งยวดหรือระบบไฮเปอร์คอมแพคสเตลลานี้ เป็นผลจากการที่หลุมดำมวลยิ่งยวด (supermassive black hole) ถูกขับออกจากกาแลกซี หลักจากมีการรวมตัวกันของหลุมดำในกาแลกซีอื่น ซึ่งหลุมดำที่หลุดออกมาจากกาแลกซี ราวกับถูกเตะทิ้งออกมานั้น ได้ดึงดวงดาวของกาแลกซีออกมาด้วย โดยดวงดาวที่อยู่ใกล้หลุมดำขนาดใหญ่นั้น จะเคลื่อนที่ตามออกมา และกลายเป็นเครื่องบันทึกความเร็ว เมื่อหลุมดำถูกดึงออกมาอย่างถาวร

การที่หลุมดำหลุดออกมา หลังจากรวมตัวกันระหว่าง 2 หลุมดำในใจกลางกาแลกซีนั้น ทางเนชันนัลจีโอกราฟิกอธิบายว่า เป็นที่ยอมรับว่า ใจกลางกาแลกซีนั้นมีหลุมดำขนาดใหญ่ ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราเป็นพันล้านเท่า และตามแบบจำลองที่มีออกมาเมื่อ 2-3 ปีก่อน ชี้ให้ว่าเมื่อหลุมดำขนาดใหญ่เริ่มรวมตัวกัน จะเกิดคลื่นความโน้มถ่วงที่พุ่งออกมา หากคลื่นดังกล่าวรุนแรงพอก็จะขับให้หลุมดำที่รวมตัวกันนั้น กระเด็นออกมานอกกาแลกซี

ศ.เมอร์ริตต์ นักฟิสิกส์จากโรเชสเตอร์ อธิบายว่า เราสามารถวัดความเร็วที่หลุมดำถูกเตะออกมาจากกาแลกซีได้ จากการวัดความเร็วของดวงดาวที่เคลื่อนที่รอบๆ หลุมดำ ซึ่งมีเพียงดาวที่โคจรเร็วกว่าความเร็วที่หลุมดำถูกเตะออกมาเท่านั้นที่ยังคงอยู่

อีกทั้งซากดาวเหล่านี้ ยังคงบันทึกข้อมูลของการเตะดังกล่าวไว้ แม้ว่าหลุมดำที่ถูกเตะออกมานั้น จะลดความเร็วลงแล้วก็ตาม ซึ่งวัตถุอวกาศนี้จะเป็นวิธีดีที่สุดในการย้อนเหตุการณ์ที่หลุมดำถูกเตะออกมา เนื่องจากไม่มีวิธีอื่นที่ดีกว่านี้ และแม้ว่าหลุมดำจะถูกเตะออก แต่ยังคงมีแรงโน้มถ่วง ซึ่งบ่งชี้ว่าภายในกลุ่มดาวที่ถูกดึงออกมาด้วยนั้นมีหลุมดำอยู่

"การค้นพบวัตถุอวกาศใหม่นี้ เป็นเหมือนการค้นพบดีเอ็นเอจากสิ่งมีชีวิตที่สูญพันธุ์ไปนานแล้ว" โคมอสซาเสริมความเห็น

ทั้งนี้บริเวณที่ดีที่สุดในการหาระบบดาวหนาแน่นยิ่งยวดนี้ คือในกระจุกกาแลกซีที่อยู่ใกล้ๆ กับเราอย่าง กระจุกกาแลกซีโคมา (Coma clusters) และกระจุกกาแลกซีเวอร์โก (Virgo clusters) แต่ทีมวิจัยยังคงถกเถียงในเรื่องนี้กันอยู่ ซึ่งบริเวณที่กล่าวมานั้น เต็มไปด้วยกาแลกซีนับพัน และมีการรวมกันของกาแลกซีมายาวนานแล้ว อันเป็นผลให้มีการรวมกันของหลุมดำด้วย

เมอร์ริทต์และทีมเชื่อว่า นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้เห็นระบบดาวนี้มาบ้างแล้ว แต่ไม่เข้าใจว่าคืออะไร และวัตถุที่ได้รับการจำแนกใหม่นี้ ง่ายที่จะถูกเข้าผิดว่าเป็นระบบดาวทั่วๆ ไป ที่เป็นกระจุกดาวทรงกลม

อย่างไรก็ดี สิ่งที่ทำให้ระบบดาวหนาแน่นยิ่งยวดนี้มีลักษณะเฉพาะตัว คือความเร็วภายในระบบที่สูงมาก ซึ่งเป็นสิ่งที่ตรวจวัดได้เฉพาะในระบบดาวที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงรอบๆ หลุมดำเท่านั้น และต้องอาศัยการเปิดหน้ากล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เป็นเวลานานเพื่อบันทึกลักษณะดังกล่าว.