นักดาราศาสตร์ได้ระบุหลุมดำดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดในกาแลคซีทางช้างเผือก หลุมดำนี้ถูกพบในข้อมูลภารกิจ Gaia ขององค์การอวกาศยุโรป เพราะมันทำให้เกิดการเคลื่อนไหว "สั่นคลอน" อย่างประหลาดของดาวข้างเคียงที่โคจรรอบดาวฤกษ์นั้น ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของหอดูดาวยุโรปตอนใต้ (VLT) ของ ESO และหอดูดาวภาคพื้นดินอื่นๆ ถูกนำมาใช้เพื่อยืนยันมวลของหลุมดำซึ่งมีมวลเป็น 33 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
หลุมดำดาวฤกษ์เกิดจากการยุบตัวของดาวฤกษ์มวลมาก และหลุมดำที่ค้นพบก่อนหน้านี้ในทางช้างเผือกจะมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยประมาณ 10 เท่า แม้แต่หลุมดำดาวฤกษ์ที่มีมวลมากที่สุดลำดับถัดไปที่รู้จักในกาแลคซีของเรา Cygnus X-1 ก็มีมวลเพียง 21 เท่าของดวงอาทิตย์ ทำให้การสังเกตการณ์ใหม่นี้มีมวลดวงอาทิตย์ 33 เท่านั้นยอดเยี่ยมมาก
เป็นที่น่าสังเกตว่าหลุมดำนี้ก็อยู่ใกล้เรามากเช่นกัน โดยอยู่ห่างออกไปเพียง 2000 ปีแสงในกลุ่มดาวอาควิลา นับเป็นหลุมดำแห่งที่สองที่ทราบว่าอยู่ใกล้โลกมากที่สุด เรียกว่า Gaia BH3 หรือเรียกสั้น ๆ ว่า BH3 ถูกค้นพบเมื่อทีมงานกำลังตรวจสอบข้อสังเกตของ Gaia เพื่อเตรียมการตีพิมพ์ข้อมูลที่กำลังจะมีขึ้น
ปาสกวาเล ปานุซโซ ผู้เข้าร่วมโครงการไกอา นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวปารีส ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติของฝรั่งเศส (CNRS) กล่าวว่า ไม่มีใครคาดว่าจะพบหลุมดำขนาดใหญ่ที่ซุ่มซ่อนอยู่ใกล้ๆ และยังไม่ถูกค้นพบ "คุณสามารถค้นพบได้เพียงครั้งเดียวในชีวิตการวิจัยของคุณ"
เพื่อยืนยันการค้นพบนี้ ทีมงานไกอาได้ใช้ข้อมูลจากหอสังเกตการณ์ภาคพื้นดิน ซึ่งรวมถึงรังสีอัลตราไวโอเลตและสเปกตรัมการแผ่รังสีที่มองเห็นได้ (UVES) ที่หอดูดาว VLT ขององค์การอวกาศยุโรปในทะเลทรายอาตากามาของชิลี การสังเกตการณ์เหล่านี้เผยให้เห็นคุณสมบัติที่สำคัญของดาวข้างเคียงที่ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวัดมวลของ BH3 ได้อย่างแม่นยำ เมื่อรวมกับข้อมูลไกอาแล้ว
นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลุมดำขนาดใหญ่ที่คล้ายกันนอกกาแลคซีของเรา (โดยใช้วิธีการตรวจจับที่แตกต่างกัน) และแนะนำว่าหลุมดำอาจก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวของดาวฤกษ์ซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีที่หนักกว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมน้อยมาก ดาวฤกษ์ที่ไม่มีโลหะเหล่านี้คิดว่าจะสูญเสียมวลน้อยลงในช่วงชีวิตของมัน และดังนั้นจึงมีวัตถุมากขึ้นที่จะก่อตัวเป็นหลุมดำขนาดใหญ่หลังจากที่พวกมันตาย แต่หลักฐานที่จะเชื่อมโยงดาวฤกษ์ที่มีโลหะน้อยกับหลุมดำมวลมหาศาลโดยตรงยังขาดอยู่
ดาวฤกษ์ทั้งสองดวงมีแนวโน้มที่จะมีองค์ประกอบคล้ายกัน ซึ่งหมายความว่าดาวเทียม BH3 มีเบาะแสสำคัญเกี่ยวกับดาวฤกษ์ที่ยุบตัวเพื่อก่อตัวเป็นหลุมดำพิเศษดวงนี้ ข้อมูล UVES แสดงให้เห็นว่าดาวเทียมดวงนี้เป็นดาวฤกษ์ที่มีโลหะต่ำมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าดาวฤกษ์ที่ยุบตัวเป็น BH3 ก็มีโลหะขาดแคลนเช่นกัน ตามที่คาดการณ์ไว้
Elisabeth Caffau ผู้ร่วมเขียนรายงานซึ่งเป็นสมาชิกของโครงการ Gaia ที่ CNRS กล่าวว่า "เราได้ดำเนินการตามขั้นตอนพิเศษในการเผยแพร่บทความนี้โดยอาศัยข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการเปิดตัว Gaia ที่กำลังจะมาถึง เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการค้นพบนี้ หอดูดาวในปารีส การเข้าถึงข้อมูลตั้งแต่เนิ่นๆ จะทำให้นักดาราศาสตร์คนอื่นๆ เริ่มศึกษาหลุมดำได้ในตอนนี้ โดยไม่ต้องรอการเปิดเผยข้อมูลฉบับเต็ม ซึ่งมีกำหนดในช่วงปลายปี 2025
การสังเกตการณ์ระบบนี้อาจเปิดเผยเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติของมันและตัวหลุมดำเอง ตัวอย่างเช่น เครื่องมือแรงโน้มถ่วงบนอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ VLT ของ ESO สามารถช่วยให้นักดาราศาสตร์ค้นพบว่าหลุมดำกำลังดึงสสารจากรอบข้างและเข้าใจวัตถุที่น่าสนใจนี้ได้ดีขึ้นหรือไม่
อ่าน: