นักฟิสิกส์คาดมีกลุ่มหลุมดำขนาดย่อม ซ่อนตัวในกระจุกดาวของกาแล็กซีทางช้างเผือก

ทีมนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากหลายชาติของยุโรป ตีพิมพ์ผลการศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับกระจุกดาวทรงกลม "พาโลมาร์ 5" (Palomar 5) ลงในวารสาร Nature Astronomy โดยคาดการณ์ว่าภายในใจกลางของกระจุกดาวดังกล่าวอาจมี "ฝูงหลุมดำ" หรือกลุ่มของหลุมดำขนาดย่อมกว่า 100 แห่งซุกซ่อนอยู่

กระจุกดาวทรงกลมพาโลมาร์ 5 อยู่ห่างจากโลกราว 80,000 ปีแสง ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์อายุเก่าแก่จากยุคต้นของจักรวาลเกาะกลุ่มกันหนาแน่นหลายแสนดวง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากระจุกดาวแบบนี้เป็นต้นกำเนิดของ "สายธารดาวฤกษ์" (stellar stream) หรือแถบของดวงดาวที่เกาะกลุ่มกันเป็นเส้นยาวหลายหมื่นปีแสง โดยโอบล้อมดาราจักรที่อยู่ของมันเอาไว้

อย่างไรก็ตาม ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่ากระจุกดาวทรงกลมซึ่งมีอยู่ประมาณ 150 แห่งในกาแล็กซีทางช้างเผือก ทำให้เกิดสายธารดาวฤกษ์ขึ้นได้อย่างไร แม้จะเคยมีการสันนิษฐานว่ากระจุกดาวถูกรบกวนด้วยแรงไทดัลของดาราจักร จนทำให้ดาวฤกษ์บางส่วนถูกเหวี่ยงออกไปกลายเป็นสายธารเส้นยาวก็ตาม แต่นักดาราศาสตร์ยังต้องการทดสอบถึงความเป็นไปได้ของสมมติฐานอื่น ๆ ที่มีแนวคิดต่างออกไปด้วย

มีการใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ทดสอบว่าจะเกิดอะไรขึ้น หากมีหลุมดำดาวฤกษ์ (stellar black hole) หรือหลุมดำขนาดเล็กที่มีมวลต่ำรวมอยู่ภายในกระจุกดาวพาโลมาร์ 5

ทีมผู้วิจัยพบว่าการมีอยู่ของหลุมดำชนิดดังกล่าวในกระจุกดาว จะทำให้เกิดปฏิกิริยาเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง จนดาวฤกษ์จำนวนมากถูกเหวี่ยงออกไปจากกระจุกดาวได้ แต่มีเงื่อนไขว่าหลุมดำขนาดย่อมนี้จะต้องมีอยู่มากกว่า 100 แห่งขึ้นไป คิดเป็นสัดส่วนถึงกว่า 20% ของมวลกระจุกดาวทั้งหมด โดยหลุมดำแต่ละแห่งควรจะมีมวลราว 20 เท่าของดวงอาทิตย์

แบบจำลองคอมพิวเตอร์ยังแสดงให้เห็นว่า ในช่วงเวลาราวหนึ่งพันล้านปีนับจากนี้ บรรดาดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลมพาโลมาร์ 5 จะสลายตัวไปจนหมด เหลือไว้เพียงฝูงหลุมดำขนาดย่อมที่จะยังคงโคจรไปรอบศูนย์กลางของกาแล็กซีทางช้างเผือก ก่อนที่จะสลายตัวตามกระจุกดาวต้นกำเนิดไปในที่สุด

"ผลการศึกษาของเราชี้ว่า กระจุกดาวทรงกลมอาจเป็นแหล่งกักเก็บสะสมหลุมดำจำนวนมาก มีโอกาสเป็นแหล่งค้นหาชั้นเยี่ยมสำหรับผู้สนใจปรากฏการณ์คู่หลุมดำรวมตัวกัน รวมทั้งผู้ที่กำลังมองหาหลุมดำมวลปานกลาง ซึ่งยังไม่แน่ชัดว่ามีอยู่จริงหรือไม่" ทีมผู้วิจัยกล่าวสรุป