นักดาราศาสตร์สร้างความประหลาดใจครั้งใหญ่ด้วยการค้นพบหลุมดำมวลมหาศาลชื่อ RACS J0320-35 ซึ่งมีอัตราการเติบโตที่สูงเกินกว่าขีดจำกัดทางทฤษฎีที่รู้จักกันในชื่อ “ขีดจำกัดเอ็ดดิงตัน” (Eddington limit) ถึง 2.4 เท่า การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงแต่ท้าทายความเข้าใจเดิม ๆ เกี่ยวกับวิธีการเติบโตของหลุมดำ แต่ยังช่วยไขปริศนาสำคัญว่า เหตุใดหลุมดำบางดวงในยุคแรกเริ่มของจักรวาลจึงสามารถเติบโตได้อย่างรวดเร็วจนมีขนาดมหึมา
หลุมดำ RACS J0320-35 ถูกพบในจักรวาลยุคแรกเริ่ม หรือเพียง 920 ล้านปีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่ (Big Bang) โดยในช่วงเวลานั้นมันมีมวลมากถึง 1 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จันทรา (Chandra X-ray Observatory) ขององค์การนาซา ได้สังเกตการเติบโตที่ผิดปกติของมัน
ปกติแล้ว ขีดจำกัดเอ็ดดิงตัน คืออัตราการเติบโตสูงสุดตามทฤษฎีของหลุมดำ ซึ่งถูกกำหนดโดยความสมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงที่ดึงสสารเข้าหาตัวหลุมดำ กับแรงดันรังสีที่ผลักสสารออกไป เมื่อหลุมดำกินสสารเข้าไป รังสีความร้อนและรังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงจุดที่แรงดันรังสีมีมากพอที่จะต้านทานแรงโน้มถ่วง ทำให้หลุมดำไม่สามารถดูดกลืนสสารได้เร็วกว่านี้อีกแล้ว
แต่หลุมดำที่เติบโตแบบ “เกินเอ็ดดิงตัน” (super-Eddington) อย่าง RACS J0320-35 นี้กลับท้าทายหลักการดังกล่าว โดยจากการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal Letters พบว่าหลุมดำนี้กำลังบริโภคสสารในอัตราที่เทียบเท่ากับมวลดวงอาทิตย์ถึง 300 ถึง 3,000 ดวงต่อปี ซึ่งเป็นอัตราที่น่าตกใจอย่างยิ่ง
การค้นพบหลุมดำ RACS J0320-35 พร้อมกับอีกหลายการค้นพบที่คล้ายกันโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope) ชี้ให้เห็นว่าการเติบโตอย่างรวดเร็วของหลุมดำอาจเป็นเรื่องปกติในยุคแรกเริ่มของจักรวาลมากกว่าที่เคยคิดไว้ การศึกษาวัตถุเหล่านี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตอบคำถามที่ยิ่งใหญ่ที่สุดข้อหนึ่งในวิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้ว่า “หลุมดำรุ่นแรกกำเนิดขึ้นได้อย่างไร และเติบโตอย่างรวดเร็วได้อย่างไร”
ข้อมูลอ้างอิง: Live Science
- ‘Shocking’: Astronomers find monster black hole growing at 2.4 times the theoretical limit
About the Author
