จุดอุณหภูมิร้อนแรงสูงสุดในจักรวาลอยู่ที่ไหน ?

แม้ดวงอาทิตย์จะร้อนแรงปานใด แต่ก็ยังเป็นเพียงดาวฤกษ์ที่มีอุณหภูมิสูงสุดในระบบสุริยะของเราเท่านั้น ไม่อาจจะเทียบได้กับวัตถุอวกาศบางชนิด หรือเหตุการณ์สั่นสะเทือนเอกภพบางอย่าง ที่สามารถระเบิดอุณหภูมิร้อนแรงยิ่งยวดระดับหลายล้านล้านองศาเซลเซียสได้

แต่ว่าสถานที่ซึ่งมีความร้อนสูงยิ่งกว่านรกแห่งนี้ ตั้งอยู่ที่ไหนกันแน่ในห้วงอวกาศอันกว้างใหญ่ไพศ่าล และเพราะเหตุใดมันจึงได้ชื่อว่าเป็นจุดที่ร้อนที่สุดในจักรวาล ?

ดร.แดเนียล พาลัมโบ นักวิจัยในโครงการ “ความริเริ่มหลุมดำ” (Black Hole Initiative) ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในสหรัฐฯ ตอบคำถามข้างต้นกับเว็บไซต์ Live Science ว่า “คำตอบที่ดีที่สุดคำตอบหนึ่ง น่าจะเป็นบริเวณใกล้กับขอบของหลุมดำมวลยิ่งยวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลุมดำที่กำลังตื่นตัวเคลื่อนไหว ขณะกลืนกินก๊าซปริมาณมหาศาลเข้าไป”

“ยิ่งหลุมดำนั้นปลดปล่อยไอพ่นของอนุภาคพลังงานสูง (relativistic jet) ซึ่งสามารถเดินทางได้ไกลหลายล้านปีแสง และมีความเร็วสูงเฉียดใกล้ความเร็วแสงด้วยละก็ อุณหภูมิรอบหลุมดำนั้นจะยิ่งสูงขึ้นอีกเป็นพิเศษ” ดร.พาลัมโบ กล่าว

สำหรับสถานที่ร้อนที่สุดในจักรวาล เท่าที่นักดาราศาสตร์ได้เคยมีการตรวจสอบและบันทึกเอาไว้นั้น ได้แก่เควซาร์หรือควอซาร์ (quasar) 3C273 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 2,400 ล้านปีแสง โดยบริเวณใกล้กับใจกลางของเควซาร์ซึ่งส่องแสงสว่างเจิดจ้า เนื่องจากมีหลุมดำมวลยิ่งยวดที่กำลังดูดกลืนสสารตั้งอยู่นั้น มีอุณหภูมิสูงถึง 10 ล้านล้านเคลวิน หรือกว่า 10 ล้านล้านองศาเซลเซียสเลยทีเดียว

อุณหภูมิในใจกลางเควซาร์ 3C273 ดังกล่าว วัดโดยวิธีวิเคราะห์คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่าง ๆ ที่ส่งออกมาจากไอพ่นพลังงานสูงของมัน ซึ่งสามารถบันทึกไว้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ของหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์กรีนแบงก์ (Greenbank Observatory) ที่รัฐเวสต์เวอร์จิเนียของสหรัฐฯ

เหตุที่เป็นเช่นนั้น เนื่องจากมวลสารต่าง ๆ ในจานพอกพูนมวล (accretion disk) รอบหลุมดำใจกลางเควซาร์ ถูกเหวี่ยงให้หมุนวนด้วยความเร็วสูง จนเกิดแรงเสียดทานมหาศาลขณะที่อนุภาคของสสารต่าง ๆ เบียดและชนปะทะกัน ทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานความร้อนและแสงสว่างที่สูงกว่าดวงอาทิตย์นับล้านล้านเท่า

อย่างไรก็ตาม การจะตัดสินชี้ชัดลงไปว่าจุดใดจุดหนึ่งในห้วงอวกาศมีความร้อนสูงที่สุดในจักรวาลนั้น ถือเป็นเรื่องที่ทำได้ยาก โดยดร.คูชิก ชัตเทอร์จี นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดอีกผู้หนึ่งบอกกับ Live Science ว่า “มันอาจไม่ใช่คำถามเรื่องสถานที่ แต่ควรเป็นคำถามเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในบางช่วงเวลามากกว่า”

ดร.ชัตเทอร์จี อธิบายเพิ่มเติมว่า เหตุการณ์สั่นสะเทือนเอกภพเมื่อวัตถุอวกาศมวลมากชนปะทะและรวมตัวเข้าด้วยกัน มักเป็นชั่วขณะที่มีอุณหภูมิสูงอย่างเหลือเชื่อเกิดขึ้น เช่นการชนกันของคู่ดาวนิวตรอน หรือการชนและรวมตัวกันระหว่างหลุมดำกับดาวนิวตรอน สามารถจะระเบิดอุณหภูมิร้อนแรงได้ถึง 800,000 ล้านองศาเซลเซียสเลยทีเดียว แม้จะเป็นแค่ในช่วงเวลาสั้น ๆ ก็ตาม

ดร.ริชาร์ด เคลลี นักวิทยาศาสตร์อาวุโสในโครงการศึกษาดวงอาทิตย์ขององค์การนาซา บอกว่าการวัดอุณหภูมิ ณ จุดใด ๆ ในห้วงอวกาศนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะเราไม่สามารถจะเอาเทอร์โมมิเตอร์เข้าไปวัดโดยตรงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของวัตถุหรือเหตุการณ์ที่อยู่ห่างออกไปไกลในห้วงอวกาศลึก

“แต่เราสามารถวัดพลังงานความร้อนจากแสง รวมทั้งจากคลื่นวิทยุหรือรังสีเอกซ์ที่วัตถุนั้นแผ่ออกมาได้ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์บนโลกจับคลื่นสัญญาณเหล่านี้ ขั้นต่อมาจะมีการวิเคราะห์สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าว ซึ่งจะทำให้ทราบถึงอุณหภูมิของแหล่งที่มาของคลื่นสัญญาณได้” ดร. เคลลี กล่าวอธิบาย

“ในอนาคตอันใกล้นี้ เรากำลังจะมีกล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่ ซึ่งสามารถจะสร้างภาพและวิเคราะห์สารด้วยรังสีเอกซ์ได้ดีขึ้น (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission - XRISM) และกล้องตัวนี้จะช่วยให้เราวัดอุณหภูมิของวัตถุอวกาศที่ห่างไกลได้แม่นยำขึ้นด้วย”