กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ค้นพบต้นตระกูลของหลุมดำมวลยิ่งยวด
ที่มาของภาพ, NASA / ESA / M.BARTMANN
ทีมนักดาราศาสตร์ขององค์การนาซา (NASA) และองค์การอวกาศยุโรป (ESA) เผยผลวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ซึ่งพบว่าเควซาร์สีแดงเพลิง GNz7q อายุเก่าแก่ราว 13,000 ล้านปี เป็นตัวอย่างหนึ่งของต้นตระกูลหรือบรรพบุรุษของวัตถุอวกาศ ที่มีวิวัฒนาการกลายมาเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดในปัจจุบัน
การค้นพบต้นตระกูลของหลุมดำมวลยิ่งยวด ซึ่งมีอยู่ในใจกลางดาราจักรหรือกาแล็กซีแทบทุกแห่งนั้น ถือเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานเชิงรูปธรรมที่ชี้ว่า ก่อนจะมาเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดมันมีรูปร่างหน้าตาหรือคุณสมบัติอย่างไรในอดีต โดยทฤษฎีทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ได้ทำนายลักษณะของวัตถุอวกาศโบราณดังกล่าวเอาไว้นานแล้ว ตั้งแต่หลายสิบปีก่อนหน้านี้
เควซาร์ (Quasar) คือหลุมดำใจกลางดาราจักรที่เปล่งแสงสว่างเจิดจ้า ส่วนเควซาร์โบราณ GNz7q ที่เพิ่งค้นพบนั้น ถือกำเนิดขึ้นหลังเหตุการณ์บิ๊กแบงราว 750 ล้านปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่จักรวาลยังมีอายุน้อยและยังอยู่ในยุคที่เรียกว่า "รุ่งอรุณแห่งห้วงอวกาศ" (cosmic dawn) โดยวัตถุอวกาศรุ่นแรกอย่างดาวฤกษ์และดาราจักรเกิดใหม่เพิ่งจะเริ่มก่อตัว
ดร. เซจิ ฟูจิโมโตะ ผู้นำทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนของเดนมาร์ก อธิบายในผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ว่าเควซาร์ GNz7q มีลักษณะตรงกับคำทำนายทางทฤษฎีและการคาดการณ์ของแบบจำลองคอมพิวเตอร์อย่างไม่ผิดเพี้ยน ซึ่งชี้ว่ามันเป็นวัตถุอวกาศรุ่นแรก ก่อนจะมีวิวัฒนาการมาเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดดังเช่นที่เรารู้จักในทุกวันนี้
ที่มาของภาพ, NASA / ESA / HUBBLE
ดร. ฟูจิโมโตะยังบอกว่า เควซาร์นี้ถือกำเนิดขึ้นจากดาราจักรชนิดดาวกระจาย (starburst galaxy) ซึ่งให้กำเนิดดาวฤกษ์ใหม่ในอัตราที่สูงถึง 1,600 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ต่อปี แต่ดาราจักรดังกล่าวจะมีกลุ่มฝุ่นปกคลุมหนาทึบมากจนกล้องโทรทรรศน์มองเห็นภายในได้ไม่ชัดเจน
หลุมดำของเควซาร์ GNz7q เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วในกลุ่มฝุ่นละอองที่ใจกลางดาราจักรชนิดนี้ และเกิดการเปลี่ยนแปลงในเวลาต่อมา โดยได้ขับเอาฝุ่นละอองและก๊าซออกไปมากขึ้น จนเห็นเป็นเควซาร์ที่เปล่งแสงสว่างเจิดจ้าได้ในที่สุด
นอกจากนี้ การเปล่งแสงอัลตราไวโอเล็ตที่เป็นเอกลักษณ์ของเควซาร์ดังกล่าว รวมทั้งการที่รังสีเอกซ์จากเควซาร์ถูกบดบังไว้ด้วยกลุ่มฝุ่นหนาทึบในช่วงที่ถือกำเนิดมาใหม่ ๆ ยังตรงกับลักษณะของวัตถุอวกาศในช่วงกำลังเปลี่ยนผ่าน จากเควซาร์กลายมาเป็นหลุมดำมวลยิ่งยวดรุ่นแรกตามที่ทฤษฎีทำนายไว้อีกด้วย
อย่างไรก็ตาม ภาพของเควซาร์ GNz7q ที่กล้องฮับเบิลค้นพบในครั้งนี้ เป็นแสงที่เดินทางมาจากห้วงอวกาศลึกหรือจากช่วงเวลาในอดีตราว 13,000 ล้านปีก่อน การที่เอกภพขยายตัวด้วยอัตราเร่ง ทำให้ปัจจุบันมันอยู่ห่างไกลจากเราออกไปอีกเป็น 2 เท่า หรือราว 26,000 ล้านปีแสงนั่นเอง
