การค้นพบหลุมดำระดับใหม่ทั้งหมดอาจจะแฝงตัวไปในจักรวาลและสิ่งเหล่านี้อาจจะไกลกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยพบมาก่อน
หลุมดำเป็นวัตถุท้องฟ้าขนาดใหญ่ที่กลืนกินทุกสิ่งที่เข้ามาใกล้เกินไป ไม่มีแม้แต่แสงเท่านั้นที่สามารถหนีจากความโน้มถ่วงที่รุนแรงของหลุมดำได้ การค้นหาหลุมดำขนาดเล็กและขนาดใหญ่ - เช่นหลุมดำมวลมหาศาลที่อยู่ใจกลางกาแลคซีส่วนใหญ่รวมถึงของเราเอง - ช่วยนักวิจัยรวมกันว่าจักรวาลทำงานอย่างไรและสร้างคำบรรยายเกี่ยวกับชีวิตและความตายของดวงดาว
นั่นเป็นเพราะหลุมดำเป็นซากศพของสิ่งที่เคยเป็นดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่ได้รับการสวรรคตอย่างรุนแรงในที่สุด การตายอย่างระเบิดและการล่มสลายของดาวฤกษ์ในภายหลังสามารถก่อตัววัตถุที่แตกต่างกันสองแบบ หากดาวฤกษ์ดั้งเดิมมีมวลมากพอการระเบิดนี้จะส่งผลให้เกิดหลุมดำ แต่ถ้าไม่ใช่ดาวฤกษ์จะกลายเป็นวัตถุขนาดเล็กและหนาแน่นซึ่งเรียกว่าดาวนิวตรอนแทน
โดยปกตินักดาราศาสตร์จะค้นหาหลุมดำเหล่านี้ในกาแลคซีของเราเองโดยการวัดรังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาเมื่อหลุมดำสูบฉีดวัสดุจากดาวฤกษ์ใกล้เคียง ในทางกลับกันกาแลคซีนักวิจัยมองหาคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากการรวมกันของหลุมดำสองดวงหรือจากการชนกันของดาวนิวตรอน
แต่นักวิจัยกลุ่มหนึ่งสงสัยว่าอาจมีหลุมดำมวลค่อนข้างต่ำที่ไม่ปล่อยสัญญาณเอกซเรย์จากปากหลุมอื่น ๆ หลุมดำสมมุติเช่นนั้นน่าจะมีอยู่ในระบบเลขฐานสองกับดาวดวงอื่นแม้ว่าพวกเขาจะโคจรรอบดาวฤกษ์ออกไปไกลพอที่จะไม่กินมากนักจากดาวฤกษ์สหาย นักวิจัยคาดการณ์ว่าหลุมดำเล็ก ๆ เหล่านี้จะไม่ปล่อยรังสีเอกซ์ที่ตรวจพบได้และจะยังคงมองไม่เห็นต่อนักดาราศาสตร์โทดด์ ธ อมป์สันศาสตราจารย์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตทกล่าวและนำผู้เขียนการศึกษา การค้นพบใหม่
“ เราค่อนข้างแน่ใจว่าจะต้องมีหลุมดำจำนวนมากในระบบเลขฐานสองที่มีดาวอยู่ในกาแลคซี่เพียงแค่เราไม่พบพวกมันเพราะหายาก” Thompson กล่าวกับ Live Science แต่ "มันน่าสนใจเสมอที่จะพยายามค้นหาสิ่งที่มองไม่เห็น"
ทอมป์สันและเพื่อนร่วมงานมองหาหลักฐานของหลุมดำเหล่านี้ในสหายของวัตถุที่เสนอ นักวิจัยได้ทำการรวบรวมข้อมูลจากการทดลอง Apache Point Observatory Galactic Evolution (APOGEE) ซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับสเปกตรัมของแสง - ความยาวคลื่นต่างๆของพลังงานที่ผลิตโดยวัตถุ - จากกว่า 100,000 ดวงในกาแลคซีของเรา
ข้อมูลจากการสำรวจครั้งนี้เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงสเปกตรัมหรือความยาวคลื่นของแสงจากดาวแต่ละดวง หากนักวิจัยสังเกตการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสเปกตรัมเหล่านี้ - การเปลี่ยนไปสู่ความยาวคลื่นสีน้ำเงินหรือการเปลี่ยนเป็นความยาวคลื่นสีแดงมากขึ้น - นั่นอาจหมายความว่าดาวดวงใดดวงหนึ่งกำลังโคจรรอบดาวคู่ที่มองไม่เห็น หลังจากทำการวิเคราะห์นี้นักวิจัยได้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความสว่างของส่วนย่อยของดาวฤกษ์ที่อาจจะโคจรรอบหลุมดำโดยใช้ข้อมูลจากการสำรวจอื่นที่เรียกว่า All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) พวกเขาค้นหาดาวที่สว่างขึ้นและมืดลงในขณะที่ยังเปลี่ยนเป็นสีแดงและเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน
นั่นเป็นวิธีที่นักวิจัยค้นพบวัตถุมืดขนาดใหญ่ที่ถูกโอบกอดด้วยแรงโน้มถ่วงด้วยดาวยักษ์ที่หมุนรอบตัวเร็วประมาณ 10,000 ปีแสงที่ห่างไกลจากกาแลคซีของเราใกล้กับกลุ่มดาว Auriga นักวิจัยประเมินว่าวัตถุนี้มีมวลประมาณ 3.3 เท่าดวงอาทิตย์ของเรามีมวลมากเกินกว่าที่จะเป็นดาวนิวตรอนและไม่ใหญ่พอเมื่อเทียบกับหลุมดำที่รู้จัก
ธ อมป์สันกล่าวว่าดาวนิวตรอนขนาดใหญ่ที่สุดที่นักวิทยาศาสตร์รู้จักคือ 2.1 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเราในขณะที่หลุมดำมวลน้อยที่สุดที่เรารู้จักนั้นมีมวลประมาณ 5-6 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา อย่างไรก็ตามขอบเขตมวลล่างของวัตถุที่เพิ่งค้นพบซึ่งเป็นมวลต่ำสุดที่วัตถุนี้อาจเป็นได้คือ 2.6 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเราซึ่งเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์คิดว่าเป็นขีด จำกัด สูงสุดสำหรับดาวนิวตรอนขนาดใหญ่ มีมวลมากกว่านั้นและดาวนิวตรอนจะยุบลงในหลุมดำ
ดังนั้นวัตถุที่มืดและลึกลับนี้ "อาจเป็นดาวนิวตรอนขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยเห็นมา" อยู่ที่ขอบเขตหลังจากที่มันไม่มีอยู่จริง Thompson กล่าว "ฉันจะตื่นเต้นมากขึ้นถ้าเป็นเรื่องจริง" แต่ยิ่งกว่านั้นมันเป็นหลุมดำที่ตั้งสมมติฐาน แต่ไม่เคยพบมาก่อนเลยทีเดียว
Dejan Stojkovic นักดาราศาสตร์และศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยวิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์บัฟฟาโลซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัยเห็นด้วย "นี่น่าจะเป็นหลุมดำมากที่สุด" เนื่องจากมันมีมวลมากเกินกว่าจะเป็นดาวนิวตรอนได้เว้นแต่ว่ามันเป็นดาวที่ผิดปกติบางชนิด Stojkovic บอกกับ Live Science "การค้นพบเสียงค่อนข้างสมเหตุสมผล" แต่ไม่คาดคิดอย่างที่นักดาราศาสตร์รู้ว่ามีหลุมดำมวลต่ำกว่าอยู่
Thompson กล่าวว่าเขาตั้งตารอคอยการค้นพบในอนาคตเช่นข้อมูลเกี่ยวกับการเอียงของวงโคจรของดาวรอบวัตถุมืดที่ยานอวกาศ Gaia ขององค์การอวกาศยุโรปอาจรวมตัวกันในภารกิจที่กำลังจะมาถึง สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิจัยวัดมวลของวัตถุมืดได้แม่นยำยิ่งขึ้น
ผลการวิจัยถูกตีพิมพ์เมื่อวานนี้ (31 ตุลาคม) ในวารสารวิทยาศาสตร์
