นักดาราศาสตร์ค้นพบหลุมดำมวลดาวฤกษ์ (Stellar-mass Black Hole) ดวงแรกในกระจุกดาวทรงกลมโอเมกาเซนทอรี (Omega Centauri) ได้สำเร็จ โดยการค้นพบดังกล่าวใช้ข้อมูลย้อนหลังกว่า 20 ปีจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซา ร่วมกับข้อมูลล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์
การค้นพบครั้งนี้ถูกตีพิมพ์ในวารสารดิแอสโทรฟิสิกคัลเจอร์นัลเลตเทอร์ส เมื่อวันจันทร์ที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2569 ที่ผ่านมา ซึ่งจะช่วยปรับปรุงทฤษฎีการก่อตัวของหลุมดำในสภาวะแวดล้อมที่อัดแน่นไปด้วยดวงดาวหนาแน่นให้มีความแม่นยำยิ่งขึ้น
กระจุกดาวโอเมกาเซนทอรีประกอบด้วยดาวฤกษ์ประมาณ 10 ล้านดวงที่ยึดเหนี่ยวกันไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง แม้ก่อนหน้านี้จะมีการค้นพบหลักฐานของหลุมดำมวลปานกลาง (Intermediate-mass Black Hole) อยู่ที่ใจกลางกระจุกดาว แต่ตามแบบจำลองทางดาราศาสตร์ชี้ว่าควรจะมีหลุมดำมวลสารดาวฤกษ์ขนาดเล็กกว่าซ่อนอยู่อีกราว 10,000 ดวง ทว่าประชากรหลุมดำเหล่านี้กลับรอดพ้นจากการตรวจจับมาโดยตลอด จนกระทั่งทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยยูทาห์ได้เลือกใช้วิธีดาราศาสตร์ตำแหน่ง (Astrometry) ซึ่งเป็นการวัดการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ตามช่วงเวลาเพื่อแกะรอยวัตถุลึกลับที่มองไม่เห็น
หลุมดำดวงแรกที่ถูกค้นพบนี้มีชื่อว่า oMEGACat BH-2 ตั้งอยู่ห่างออกไปประมาณ 18,000 ปีแสง หรือคิดเป็นระยะทางประมาณ 170 ล้านล้านล้านกิโลเมตร มันมีคุณสมบัติที่น่าประหลาดใจอย่างมาก โดยมีมวลประมาณ 4.46 เท่าของมวลรวมดวงอาทิตย์ ซึ่งนับว่าเบากว่าที่คาดไว้มากสำหรับสภาพแวดล้อมที่ขาดแคลนธาตุโลหะ ยิ่งไปกว่านั้น หลุมดำดวงนี้มีดาวฤกษ์คู่ที่มองเห็นได้โคจรรอบมันหนึ่งรอบในทุกๆ 94 ปี ทำให้ระบบดาวคู่ระบบนี้กลายเป็นระบบดาวคู่หลุมดำที่มีคาบการโคจรยาวนานที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกมาในประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์
ข้อมูลเชิงลึกชี้ว่าระบบดาวคู่นี้อาจเกิดขึ้นจากการจับคู่กันทางพลศาสตร์ หมายความว่าดาวฤกษ์และหลุมดำไม่ได้ก่อตัวขึ้นพร้อมกันตั้งแต่แรก แต่โคจรมาพบและดึงดูดกันในกระจุกดาวที่หนาแน่นแห่งนี้ และคาดว่าระบบนี้จะคงอยู่ได้ไม่ถึง 1,000 ล้านปีก่อนที่จะถูกแรงโน้มถ่วงจากดาวฤกษ์ข้างเคียงฉีกให้แยกจากกัน ซึ่งการเข้าใจพฤติกรรมของหลุมดำในกระจุกดาวทรงกลมเช่นนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อจักรวาลวิทยา เนื่องจากสภาวะแวดล้อมแบบโอเมกาเซนทอรีเป็นพื้นที่หลักที่หลุมดำจะเกิดการควบรวมกันและก่อให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave) ส่งต่อความหวังให้นักดาราศาสตร์เตรียมใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรแมน (Nancy Grace Roman Space Telescope) ที่มีกำหนดปล่อยในอนาคตเพื่อขยายขอบเขตการค้นหาระบบหลุมดำคู่ที่ซ่อนเร้นในใจกลางกาแล็กซีต่อไป
ข้อมูลอ้างอิง: NASA Hubble Mission Team
- NASA’s Hubble Discovers First of Star Cluster’s Missing Black Holes
