นักดาราศาสตร์ค้นหากาแลคซีที่มีหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลาง

Send

NGC 6240 เป็นปริศนาสำหรับนักดาราศาสตร์ เป็นเวลานานนักดาราศาสตร์คิดว่ากาแลคซีเป็นผลมาจากการรวมตัวระหว่างกาแลคซีสองแห่งและการควบรวมนั้นปรากฏชัดในรูปแบบของกาแลคซี: มันมีลักษณะที่ไม่แน่นอนซึ่งมีนิวเคลียสสองอัน

NGC 6240 อยู่ห่างออกไปประมาณ 400 ล้านปีแสง แม้ว่าจะได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้น แต่ก็เป็นสถานที่ที่มีฝุ่นมากและรายละเอียดบางอย่างถูกบดบัง แต่การศึกษาใหม่โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (EST) ของหอดูดาวยุโรปใต้ (VLT,) พร้อมกับ 3D MUSE Spectrograph ขั้นสูงได้เปิดหน้าต่างใหม่สู่ NGC 6240 และเผยให้เห็นถึงความประหลาดใจครั้งใหญ่

กาแล็กซี่นั้นเป็นผลมาจากการรวมกันของกาแลคซีทั้งสอง แต่ไม่ใช่กาแลคซีสามแห่ง และด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่ตั้งของหลุมดำมวลมหาศาลไม่ได้สองหลุม แต่มีสามหลุม

“ จนถึงปัจจุบันความเข้มข้นของหลุมดำมวลมหาศาลทั้งสามนี้ไม่เคยถูกค้นพบในเอกภพ”
ดร. ปีเตอร์ไวล์บัคเกอร์สถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์ไลบนิซ

MUSE spectrograph เป็นสเปกโตรกราฟแสงที่มองเห็นได้ด้วยมุมมองกว้างและความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ยอดเยี่ยมด้วยเลนส์ออพติคอลที่ปรับได้ เป็นสิ่งที่รู้จักกันในชื่อ spectrograph แบบอินทิกรัลสนามกว้าง มันเห็นแสงแรกในปี 2014 และได้รับการปรับให้เหมาะสำหรับการศึกษาวัตถุที่หลากหลายรวมถึงหลุมดำมวลมหาศาลในกาแลคซีใกล้เคียง นักดาราศาสตร์ใช้พลังของ MUSE ในการมองเข้าไปใน NGC 6240 ด้วยความแม่นยำมากขึ้นกว่าเดิมเผยให้เห็นหลุมดำมวลมหาศาลทั้งสาม

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้ผลิตงานวิจัยใหม่นี้นำโดยนักวิทยาศาสตร์จาก Gottingen และ Potsdam การศึกษาถูกตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เอกสารของพวกเขามีชื่อว่า“ ระบบนิวเคลียสสามชั้นในสถานะขั้นสูงหรือขั้นสุดท้ายของการผสาน”

“ จากการสำรวจของเราด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่ที่สูงมากเราสามารถแสดงให้เห็นว่าระบบกาแลคซีที่มีปฏิสัมพันธ์ NGC 6240 นั้นไม่ได้เป็นโฮสต์สองเท่าตามที่คาดไว้ก่อนหน้านี้ แต่มีหลุมดำมวลมหาศาลอยู่สามแห่งในใจกลาง ผู้เขียนนำการศึกษา

ดร. ปีเตอร์ไวล์บัคเกอร์จากสถาบัน Leibniz for Astrophysics Potsdam (AIP) กล่าวว่า“ จนถึงปัจจุบันความเข้มข้นของหลุมดำมวลมหาศาลทั้งสามนี้ไม่เคยถูกค้นพบในจักรวาล “ กรณีปัจจุบันแสดงหลักฐานของกระบวนการรวมกันของกาแลคซีทั้งสามพร้อมกับหลุมดำกลางของพวกมัน”

การศึกษานี้อาจเป็นส่วนหนึ่งของความเชื่อมโยงที่ขาดหายไปในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับรูปแบบของกาแลคซี กาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดและใหญ่ที่สุดในเอกภพเป็นปริศนา ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิธีที่แบบฟอร์มไม่สามารถอธิบายสิ่งที่ใหญ่ที่สุด ไม่มีเวลาเพียงพอในยุคประมาณ 14 พันล้านปีของจักรวาลเพื่อให้กาแลคซีขนาดใหญ่ที่สุดก่อตัวขึ้นแม้จะคำนึงถึงการรวมกันของกาแลคซีทั้งสอง

แต่ถ้ากาแลคซีสามแห่งสามารถรวมกันได้พร้อม ๆ กันเช่น NGC 6240 ก็จะมีการอธิบายถึงการมีอยู่ของกาแลคซีขนาดใหญ่

“ อย่างไรก็ตามหากกระบวนการรวมตัวกันของกาแลคซีหลายแห่งเกิดขึ้นพร้อมกันนั้นกาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดที่มีหลุมดำมวลมหาศาลใจกลางจะสามารถวิวัฒนาการได้เร็วขึ้นมาก” Peter Weilbacher กล่าวในการแถลงข่าว “ การสังเกตของเราเป็นตัวบ่งชี้แรกของสถานการณ์นี้”

ความสามารถของสเปกโตรกราฟ MUSE ทำให้การค้นพบนี้เป็นไปได้ ไม่เพียง แต่ติดตั้งบน VLT ขนาด 8 เมตรพร้อมเลนส์ที่ปรับได้ซึ่งให้ความคมชัดคล้ายกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แต่มันสร้างคลื่นความถี่สำหรับแต่ละพิกเซลในภาพ พลังนั้นอนุญาตให้มันมองเข้าไปในฝุ่นและแก้ไขหลุมดำทางใต้ให้เป็นสองหลุมดำที่แยกจากกัน

NGC 6240 น่าจะใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของกระบวนการรวมซึ่งอาจใช้เวลานานกว่าพันล้านปีในการสรุป หลุมดำมวลมหาศาลแต่ละดวงมีมวลมากกว่า 90 ล้านดวงอาทิตย์และในที่สุดหลุมดำทั้งสามนี้จะรวมกันเป็นมหึมาก้อนใหญ่ เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นในอนาคตอันไกลการควบรวมกิจการนั้นจะสร้างคลื่นความโน้มถ่วงที่ทรงพลัง