หลักฐานใหม่จากหอสังเกตการณ์เอ็กซ์เรย์จันทราของนาซ่าท้าทายความคิดที่แพร่หลายเกี่ยวกับวิธีที่หลุมดำเติบโตในใจกลางกาแลคซี นักดาราศาสตร์คิดมานานแล้วว่าหลุมดำมวลมหาศาลและมวลของดาวฤกษ์ที่ใจกลางกาแลคซีต้นสังกัดของมันเติบโตในอัตราเดียวกัน - ยิ่งใหญ่กว่าป่องยิ่งหลุมดำยิ่งใหญ่ขึ้น อย่างไรก็ตามการศึกษาใหม่ของข้อมูลจันทราได้เปิดเผยกาแลคซีใกล้เคียงสองแห่งที่มีหลุมดำมวลมหาศาลที่เติบโตเร็วกว่ากาแลคซีเอง
มวลของหลุมดำขนาดยักษ์ที่ใจกลางกาแลคซีมักจะเป็นเพียงส่วนเล็กน้อย - ประมาณ 0.2 เปอร์เซ็นต์ของมวลที่บรรจุอยู่ในกระพุ้งหรือภูมิภาคของดาวฤกษ์ที่หนาแน่นหนาแน่นซึ่งล้อมรอบมัน เป้าหมายของการศึกษาจันทราล่าสุดกาแลคซี NGC 4342 และ NGC 4291 มีหลุมดำขนาดใหญ่ขึ้น 10 เท่าถึง 35 เท่ามากกว่าที่ควรจะเปรียบเทียบกับป้อมปราการ การสำรวจใหม่กับจันทราแสดงให้เห็นถึงรัศมีหรือซองจดหมายขนาดใหญ่ของสสารมืดซึ่งกาแลคซีเหล่านี้อาศัยอยู่ก็มีน้ำหนักเกินเช่นกัน
การศึกษาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าหลุมดำมวลมหาศาลสองแห่งและวิวัฒนาการของพวกมันเชื่อมโยงกับรัศมีสสารมืดของพวกมันและไม่เติบโตไปพร้อมกับป้อมปราการกาแลคซี ในมุมมองนี้หลุมดำและสสารมืดไม่ได้มีน้ำหนักเกิน แต่มวลรวมในกาแลคซีต่ำเกินไป
“ สิ่งนี้ทำให้เรามีหลักฐานเพิ่มเติมจากการเชื่อมโยงระหว่างสองปรากฏการณ์ที่ลึกลับและมืดที่สุดในฟิสิกส์ดาราศาสตร์ - หลุมดำและสสารมืด - ในกาแลคซีเหล่านี้” Akos Bogdan จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน (CfA) ในเคมบริดจ์ ใครเป็นผู้นำการศึกษาใหม่
NGC 4342 และ NGC 4291 อยู่ใกล้โลกในแง่จักรวาลระยะทาง 75 ล้านปีและ 85 ล้านปีแสง นักดาราศาสตร์ทราบจากการสำรวจก่อนหน้านี้ว่ากาแลคซีเหล่านี้มีหลุมดำที่มีมวลค่อนข้างใหญ่ แต่ไม่แน่ใจว่าอะไรเป็นสาเหตุของความไม่เท่าเทียม จากการสังเกตการณ์ของจันทราใหม่พวกเขาสามารถแยกแยะปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการลอกคลื่นได้
การลอกไทดัลเกิดขึ้นเมื่อดาวของกาแลคซีบางส่วนหลุดออกจากแรงโน้มถ่วงในระหว่างการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับกาแลคซีแห่งอื่น หากการลอกไทด์ดังกล่าวเกิดขึ้นรัศมีส่วนใหญ่จะหายไป เนื่องจากสสารมืดขยายออกไปไกลกว่ากาแลคซีมันจึงถูกมัดเข้ากับพวกมันอย่างหลวม ๆ มากกว่าดวงดาวและมีแนวโน้มที่จะถูกดึงออกไป
นักดาราศาสตร์ใช้จันทราเพื่อค้นหาหลักฐานของก๊าซเอกซ์เรย์ที่เปล่งออกมารอบกาแลคซีทั้งสอง เนื่องจากแรงดันของก๊าซร้อน - ประเมินจากภาพเอ็กซ์เรย์ - ปรับสมดุลแรงโน้มถ่วงของสสารในกาแลคซีข้อมูลจันทราใหม่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับสสารมืดรัศมี พบว่าก๊าซร้อนนั้นมีการกระจายอย่างกว้างขวางรอบ ๆ NGC 4342 และ NGC 4291 ซึ่งหมายความว่ากาแลคซีแต่ละแห่งมีรัศมีสสารมืดขนาดใหญ่ผิดปกติและไม่น่าจะเกิดคลื่นยักษ์
“ นี่เป็นหลักฐานที่ชัดเจนที่สุดที่เรามีในจักรวาลใกล้เคียงสำหรับหลุมดำที่เติบโตเร็วกว่ากาแลคซีเจ้าภาพของพวกเขา” Bill Forman ผู้เขียนร่วมของ CfA กล่าว “ ไม่ใช่กาแลคซีนั้นถูกประนีประนอมโดยการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิด แต่พวกมันกลับมีการพัฒนาที่ถูกจับกุม”
มวลของหลุมดำจะโตเร็วกว่ามวลกาแลคซีของดาวฤกษ์ได้อย่างไร ผู้เขียนของการศึกษาชี้ให้เห็นว่ามีความเข้มข้นของก๊าซที่หมุนวนอย่างช้า ๆ ในใจกลางกาแลคซีคือสิ่งที่หลุมดำกินเร็วมากในประวัติศาสตร์ มันเติบโตอย่างรวดเร็วและเมื่อมันเติบโตปริมาณของก๊าซที่สามารถสะสมหรือกลืนกินจะเพิ่มขึ้นพร้อมกับพลังงานที่ออกมาจากการสะสม หลังจากหลุมดำไปถึงมวลวิกฤตการระเบิดที่ขับเคลื่อนโดยการบริโภคก๊าซอย่างต่อเนื่องจะป้องกันไม่ให้ความเย็นและ จำกัด การผลิตดาวดวงใหม่
“ เป็นไปได้ที่หลุมดำมวลมหาศาลจะมีขนาดใหญ่ก่อนที่จะมีดาวฤกษ์จำนวนมากในกาแลคซี” บ็อกแดนกล่าว “ นั่นเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในวิธีคิดของเราเกี่ยวกับวิธีที่กาแลคซีและหลุมดำวิวัฒนาการร่วมกัน”
ผลลัพธ์ถูกนำเสนอในวันที่ 11 มิถุนายนในการประชุม 220 ครั้งของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในแองเคอเรจมลรัฐอะแลสกา การศึกษายังได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal
