พบระบบดาวฤกษ์ยักษ์ 3 ดวง กลืนกินดาวดวงที่ 4 เป็นครั้งแรก -

พบระบบดาวฤกษ์ยักษ์ 3 ดวง

พบระบบดาวฤกษ์ยักษ์ 3 ดวง กลืนกินดาวดวงที่ 4 เป็นครั้งแรก ได้มีทีมนักดาราศาสตร์ ซึ่งได้จำการวิจัยมาจากสถาบันนีลส์โบร์แห่งมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนของเดนมาร์ก และได้ค้นพบปรากฏการณ์ของระบบดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ 3 ดวง และตั้งอยู่ชิดติดกันมากผิดปกติ ซึ่งดาวดังกล่าวได้ลืนกินดาวฤกษ์ดวงที่ 4 เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของระบบจักรวาลอีกด้วย นับเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นการรวมตัวของดาวฤกษ์ในลักษณะนี้ โดยทราบได้จากการอ่านข้อมูลที่ดาวเทียมสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (TESS) ขององค์การนาซาได้บันทึกไว้

ทั้งนั้น ระบบดาวฤกษ์ 3 ดวง ดังกล่าว คือ 1 ระบบ TIC 470710327 ที่มีมวลของดาวคู่ตรงใจกลางมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 12 เท่า ส่วนดาวดวงที่ 3 ซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุดและโคจรวนรอบดาวคู่อีกทีนั้น มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 16 เท่า ดาวฤกษ์ยักษ์ภายในระบบดังกล่าวทั้ง 3 ดวง ซึ่งจะมีวงโคจรเบียดชิดติดกัน เนื่องจากมีมวลมหาศาลจึงทำให้เกิดแรงดึงดูดรซึ่งกันมากเป็นพิเศษ และนอกจากนี้ยังโคจรวนรอบกันและกันด้วยความเร็วสูง โดยดาวฤกษ์ตรงกลางใจของระบบใช้เวลาโคจรวนรอบคู่แค่เพียง 1 วันเท่านั้น ส่วนดาวฤกษ์ที่อยู่รอบนอกใช้เวลา 52 วัน ซึ่งโคจรวนรอบดาวกลางใจคู่ของระบบ

ทีมผู้วิจัยได้ทดสอบแบบจำลองคอมพิวเตอร์ทดสอบสมมติฐาน 3 แบบ ซึ่งได้อธิบายถึงกระบวนการก่อกำเนิดของระบบดาวฤกษ์นี้ และพบว่ามีความเป็นไปได้สูงถึงในอดีตมันจะเป็นระบบดาวฤกษ์ 2 คู่ ซึ่งมีสมาชิกทั้งหมด 4 ดวงมาก่อน แต่ทว่าในภายหลังดาวฤกษ์ดวงที่ใหญ่กว่าของดาวคู่รอบนอก ได้กลืนกินดาวดวงที่เล็กกว่า จึงทำให้ปัจจุบันดาวฤกษ์ดังกล่าวมีขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดาสมาชิก 3 ดวงของระบบ ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ชององค์การนาซาสันนิษฐานว่า ระบบดาวฤกษ์ 3 ดวงนั้นหาพบได้ทั่วไปในจักรวาล โดยอาจมีอยู่มากถึง 10% ของระบบดาวแบบต่าง ๆ เลยทีเดียว ซึ่งเมื่อเดือน ก.ย.ของปีที่แล้ว ก็มีการค้นพบดาวเคราะห์ที่โคจรวนรอบระบบดาวฤกษ์ 3 ดวงเป็นครั้งแรกด้วย

ดาวเคราะห์ XO-3b เปลี่ยนฤดูกาลเร็วสุดขั้ว หนึ่งปีมีหน้าร้อน 1 วัน สลับหน้าหนาวอีก 2 วัน

ดาวเคราะห์ชื่อ XO-3b ซึ่งระยะห่างจากโลก 848 ปีแสง มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีและมีมวลมากกว่าเกือบ 12 เท่า อีกทั้งยังโคจรวนรอบดาวฤกษ์ของตัวเองได้อย่างรวดเร็ว และยังทำให้ระยะเวลา 1 ปีของดาวเคราะห์ดวงนี้มีเพียง 3 วัน โดยแบ่งเป็นฤดูร้อน 1 วัน สลับกับฤดูหนาวอีก 2 วัน

ช่วงเวลาที่อุณหภูมิสูงขึ้นและลดต่ำลงคล้ายฤดูกาลบนโลก ซึ่งความเป็นจริงแล้วดาวเคราะห์ XO-3b มีอุณหภูมิสูงมากตลอดปี แม้ใน ฤดูหนาว ทแม้ว่าอุณหภูมิจะลดต่ำกว่าปกติ ก็ยังร้อนจัดได้ถึง 1,127 องศาเซลเซียส และในอุณหภูมิของ “ฤดูร้อน” มีมากถึง 1,727 องศาเซลเซียส
ทั้งนี้ นักศึกษาวิจัยระดับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแม็กกิลล์ของแคนาดา ชื่อ ลิชา แดง ผู้นำทีมวิจัยเปอดเผยว่า “พบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามฤดูกาลอย่างรวดเร็วมาก โดยเป็นการผันผวนของอุณหภูมิที่ค่อนข้างรุนแรงยิ่งกว่าบนโลกหลายร้อยเท่า”

รายงานการวิจัยที่ตีพิมพ์ลงในวารสาร The Astronomical Journal ของวันที่ 22 ธ.ค. 2021 เปิดเผยว่า ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงฤดูกาลบนโลกที่เกิดขึ้นจากการโคจรและการเอียงตัวของแกนโลก แต่ฤดูกาลบนดาวเคราะห์ XO-3b เกิดจากการโคจรรอบดาวฤกษ์ที่เป็นวงรีรูปไข่ในระยะประชิด ซึ่งถือว่าผิดปกติอย่างมาก และในระยะใกล้ขนาดนั้นแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ควรจะดึงให้วิถีโคจรของดาวบริวารควนจะเป็นวงกลมมากกว่า

“มีความเป็นไปได้ว่า ดาวเคราะห์ดวงนี้เพิ่งจะกลายมาเป็นดาวบริวารของดาวฤกษ์ได้ไม่นาน ทำให้ยังมีวงโคจรที่แปลกประหลาดอยู่ เพราะมันกำลังปรับตัวเคลื่อนย้ายให้เข้าวิถีโคจรตามที่ควรจะเป็น” ผู้นำทีมวิจัยกล่าวอธิบาย
นอกจากสภาพอากาศตามฤดูกาลที่ผันผวนเร็วสุดขั้วแล้ว ทีมผู้วิจัยยังค้นพบว่ามีการแผ่รังสีอินฟราเรดหรือรังสีความร้อนในระดับสูงออกมาจากแก่นชั้นในของดาวด้วย ซึ่งดูเหมือนว่าความร้อนนี้ไม่ได้รับมาจากดาวฤกษ์ที่ตั้งอยู่ใกล้กัน แต่เป็นความร้อนที่เกิดจากภายในของดาวเคราะห์ดวงนี้เอง

“ความร้อนด้านในที่ร้อนยิ่งกว่าดาวเคราะห์ทั่วไปนี้ อาจเกิดจากแรงไทดัลของดาวฤกษ์ที่ตั้งอยู่ชิดกันมาก แรงนี้จะดึงให้บางส่วนของดาวเคราะห์ยืดและขยายตัวออก จนเกิดเป็นความร้อนส่วนเกินขึ้น”

“ความเป็นไปได้อีกทางหนึ่งก็คือ ดาวดวงนี้ไม่ใช่ดาวเคราะห์แต่เป็นดาวฤกษ์ประเภทดาวแคระสีน้ำตาล โดยตัวมันเองยังไม่ใช่ดาวฤกษ์ที่ตายสนิท และภายในยังคงมีปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิวชันเกิดขึ้นอยู่” ผู้นำทีมวิจัยกล่าวสรุป

วงการชีวดาราศาสตร์เล็งใช้โปรตีนดูดซับแสงอาทิตย์ ช่วยค้นหาสิ่งมีชีวิตต่างดาว

นอกจากการค้นหาโมเลกุลน้ำและสารอินทรีย์ต่าง ๆ ในบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เพื่อที่ค้นหาข้อมูลและวิจัยได้ว่าดาวดวงนั้นมีร่องรอยของสิ่งมีชีวิตอยู่หรือไม่ ซึ่งในเวลาต่อมาทีมนักชีวดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตริเวอร์ไซด์ (UC Riverside) ของสหรัฐฯ ได้มีความคิดเห็นและเสนอให้ใช้โปรตีนในกลุ่มที่เรียกว่า “โรดอปซิน” (Rhodopsins) เป็นเป้าหมายและจุดมุ่งหมายใหม่เพื่อการค้นหาสิ่งและสามารถติดกับสิ่งมีชีวิตต่างดาวอีกด้วย

รายงานการวิจัยได้ตีพิมพ์ในวารสาร Molecular Biology and Evolution โดยตีพิมพ์ข้อมูลว่า สิ่งมีชีวิตต่างดาวอาจจะมีสภาพคล้ายกับสิ่งมีชีวิตในยุคเริ่มแรกของกำเนิดโลก เมื่อราว 2,500 – 4,000 ล้านปีก่อน ซึ่งในขณะนั้นโลกยังไม่มีชั้นโอโซนและบรรยากาศมีออกซิเจนอยู่น้อยมาก ทำให้สิ่งมีชีวิตยุคแรกเริ่มอย่างแบคทีเรียและอาร์เคีย ไม่อาจสร้างพลังงานให้ตนเองจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ และต้องใช้โมเลกุลโปรตีนจำพวกโรดอปซินดูดซับแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานโดยตรง
แม้ในเวลาต่อมาสิ่งมีชีวิตจะได้วิวัฒนาการจนมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่โปรตีนโรดอปซินก็ไม่ได้สูญหายไป และยังคงหลงเหลืออยู่ในสิ่งมีชีวิตยุคปัจจุบันหลายชนิด เพียงแต่ปรับเปลี่ยนมาอยู่ในโครงสร้างรูปแบบใหม่ เช่นพบในเซลล์รับแสงรูปแท่งของจอประสาทตามนุษย์ ซึ่งช่วยในการมองเห็นเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มืดสลัว

เพื่อค้นหาโครงสร้างทางเคมีของโปรตีนโรดอปซินในยุคบรรพกาลนั้นมีลักษณะเป็นอย่างไร ซึ่งผู้วิจัยใช้เทคนิคการถอดรหัสลำดับกรดอะมิโน (protein sequencing) ควบคู่กับการใช้อัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์ และสร้างแผนผังซึ่งลำดับและขั้นตอนวิวัฒนาการของโปรตีนชนิดนี้ กล่าวย้อนกลับไปสู่ยุคก่อนเกิดเหตุการณ์ Great Oxygenation Event (GOE) หรือการสร้างออกซิเจนครั้งใหญ่ให้กับบรรยากาศโลก เมื่อราว 2,500 ล้านปีก่อน
ผู้วิจัยกล่าวว่า วิธีการนี้คล้ายกับการค้นหาข้อมูลดีเอ็นเอของปู่ย่าตายาย โดยนำพันธุกรรมของลูกหลานมาวิเคราะห์แบบย้อนกลับไปหาต้นตอนั่นเอง และทำให้ทราบว่า โปรตีนโรดอปซินในยุคบรรพกาลสามารถดูดซับแสงอาทิตย์ได้ในย่านสเปกตรัมสีน้ำเงินและเขียวเท่านั้น ซึ่งตัวของโรดอปซินมีวิวัฒนาการแล้วในยุคต่อมา และสามารถดูดซับแสงในย่านสเปกตรัมต่าง ๆ ได้มากขึ้น รวมทั้งแสงสีเหลืองและส้ม นั่นเอง

“ข้อมูลที่ค้นพบใหม่นี้ชี้ให้เห็นว่า สิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อมโลกนั้นมีวิวัฒนาการร่วมกันมาอย่างใกล้ชิด ในตอนแรกสิ่งมีชีวิตน่าจะอยู่ใต้ทะเลลึก จนดูดซับแสงอาทิตย์ได้เพียงย่านสเปกตรัมสีน้ำเงินและเขียว แต่ในเวลาต่อมาสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ปล่อยก๊าซออกซิเจนออกมามากขึ้น ทำให้โลกเกิดชั้นบรรยากาศและส่งผลให้เกิดวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน ซึ่งสามารถสังเคราะห์ด้วยแสงและดูดซับแสงในย่านสเปกตรัมต่าง ๆ ได้มากขึ้นไปด้วย” ทีมผู้วิจัยกล่าวสรุป

นาซาพบหลุมดำมวลยิ่งยวด 3 แห่งจ่อชนประสานงาครั้งใหญ่

ทีมนักดาราศาสตร์ขององค์การ NASA รายงานการค้นพบปรากฎการณ์ที่หาได้ยากในห้วงอวกาศลึกห่างจากโลก 1 พันล้านปีแสง ได้รายงานข้อมูล ว่ามีหลุมดำมวลยิ่งยวดถึง 3 แห่ง กำลังโคจรเข้าเฉียดใกล้กัน และหลุ่มดำทั้ง 3 อยู่ในเส้นทางที่จะชนประสานงากันอย่างรุนแรงทำให้เกิดปรากฎการณ์ทางธรรมชาติในไม่ช้านี้

ตามที่รายงานได้ถูกตีพิมพ์และเผยแพร่ในวารสาร The Astrophysical Journal โดยทีมนักดาราศาสตร์ของนาซาบอกว่า การใช้นวัตกรรมและเทคนิคแบบใหม่ที่ใช้ในการค้นหาคู่หลุมดำที่โคจรวนรอบกันและกัน ได้ทำให้พวกเขาได้พบเข้ากับระบบของหลุมดำมวลยิ่งยวดทั้งสาม ซึ่งถือว่าเป็นปรากฎการณ์ทางดาราศาสตร์ ค้นหาและพบเจอได้ยากมาก

ระบบของหลุมดำที่กำลังจะชนและรวมตัวเข้าด้วยกันนี้ชื่อว่า SDSS J0849+1114 ถูกค้นพบและบันทึกภาพไว้ได้ด้วยการทำงานร่วมกันของกล้องโทรทรรศน์อวกาศและกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกหลายตัว เช่นกล้องสำรวจท้องฟ้าดิจิทัลสโลน (SDSS) ในรัฐนิวเม็กซิโกของสหรัฐฯ, กล้องโทรทรรศน์ LBT ในรัฐแอริโซนา, กล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีอินฟราเรด WISE และกล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์จันทรา

เหตุที่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์หลายประเภท เพื่อถ่ายและรวบรวมเก็บข้อมูลในช่วงความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยที่สายตามนุษย์ไม่อาจมองเห็นได้ การใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ WISE จะสามารถตรวจจับการเรืองแสงสว่างจ้าของรังสีอินฟราเรด อันเป็นสัญญาณบ่งบอกว่าหลุมดำกำลังดูดกลืนมวลสารปริมาณมากระหว่างที่กำลังจะมีการชนและรวมตัวกัน และในส่วนกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราสามารถจะมองหาบริเวณใจกลางกาแล็กซีที่สุกสว่างด้วยการแผ่รังสีเอกซ์ ซึ่งส่วนใหญ่ใจกลางกาแล็กซี่จะเป็นที่อยู่ของหลุมดำมวลยิ่งยวดและสามารถถ่ายเก็บข้ออมูลได้
นอกจากนี้ การค้นหาระบบหลุมดำด้วยรังสีเอกซ์และรังสีอินฟราเรดยังมีข้อดี เนื่องจากรังสีดังกล่าวสามารถจะทะลุทะลวงผ่านกลุ่มก๊าซที่หนาทึบ ซึ่งกลุ่มก๊าซมักปิดบังระบบหลุมดำอยู่ จนสามารถช่วยให้สังเกตการณ์ได้สะดวกขึ้น

ดร. โศภิตา สัตยาปาล นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยจอร์จเมสัน เป็นอีกคนที่อยู่ในทีมวิจัยของนาซาบอกว่า “ระบบหลุมดำคู่และหลุมดำมวลยิ่งยวด 3 แห่งที่กำลังจะชนกันเป็นปรกฏการณ์ที่หาเจอและพบได้ยากมาก แต่ก็ถือว่าเป็นปรากฎการณ์ธรรมชาติอย่างหนึ่ง อันเป็นผลพวงจากการที่ดาราจักรรวมตัวเข้าด้วยกัน ดังนั้นทางเราได้สันนิษฐานว่านี่เป็นวิธีการที่ดาราจักรต่าง ๆ ใช้เพื่อขยายตัวเติบโตขึ้นและมีวิวัฒนาการก้าวไกลไปจากเดิม”

ทีมผู้วิจัยยังพบว่า หลุมดำมวลยิ่งยวดทั้งสามที่กำลังจะชนและรวมตัวกัน มีพฤติกรรมต่างไปจากคู่หลุมดำที่อยู่ในภาวะเดียวกันอีกด้วย โดยหลุมดำแห่งที่สามจะมีอิทธิพลทำให้หลุมดำอีกสองแห่งรวมตัวกันได้เร็วขึ้น และจะเกิดคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำแผ่ออกไปทุกทิศทางทั่วเอกภพ

และนอกขากนั้นทางทีมดาราศาสตร์ ยังได้ข้อมูลเพิ่มเติมอีกว่า “พบหลุมดำหลับใหล” ซึ่งถูกค้นพบนอกกาแล็กซีทางช้างเผือกครั้งแรก

ทีมนักดาราศาสตร์จากสหราชอาณาจักรและเนเธอร์แลนด์ รายงานการค้นพบหลุมดำในภาวะสงบนิ่งเหมือนกำลังนอนหลับ โดยหลุมดำนี้อยู่ในระบบดาวคู่ของดาราจักรอื่นนอกกาแล็กซีทางช้างเผือก

การค้นพบหลุ่มดำครั้งนี้นับว่าเป็นการค้นพบครั้แรกของวงการดาราศาสตร์ โดยสื่อได้มีการตีพิมพ์รายละเอียดลงในวารสาร Nature Astronomy ฉบับล่าสุด ซึ่งทางวราสารได้ให้ข้อมูลว่าหลุมดำขนาดย่อมดังกล่าวเป็นหลุมดำดาวฤกษ์ (stellar black hole) และมีมวลมากกว่าของดวงอาทิตย์ประมาณ 9 เท่า

ซึ่งหลุมดำที่กำลังหลับใหลนี้อยู่ในระบบดาวคู่ VFTS243 ภายในเมฆแมกเจลแลนใหญ่ (Large Magellanic Cloud) อันเป็นดาราจักรบริวารของกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยตัวของหลุมดำอยู่ในภาวะสงบนิ่งซึ่งอยู่ติดกับดาวฤกษ์ยักษ์สีฟ้าที่หนักกว่าดวงอาทิตย์ถึง 25 เท่า ต่างก็โคจรวนรอบกันและกัน
ศาสตราจารย์พอล โครว์เธอร์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยเชฟฟีลด์ของสหราชอาณาจักร ได้เปิดเผยและบอกว่าการค้นพบนี้น่าตื่นเต้นอย่างยิ่งซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยากมาก เพราะก่อนหน้านี้เคยมีผู้ค้นพบวัตถุต้องสงสัย และอาจจะเป็นหลุมดำในภาวะสงบนิ่งภายในกาแล็กซีอื่นมาแล้วจำนวนหลายครั้ง แต่ครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่สามารถพิสูจน์ได้แน่นอนว่าเป็น “หลุมดำหลับใหล” ในระบบดาวคู่นอกกาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นเรื่องจริง

ตามปกติแล้วนักดาราศาสตร์สามารถค้นพบการมีอยู่ของหลุมดำได้ เฉพาะในขณะที่หลุมดำกำลัง “ตื่นตัว” (active) เช่นมีการปลดปล่อยรังสีเอกซ์พลังงานสูง หรือส่องแสงสว่างเจิดจ้าออกมาจากบริเวณจานพอกพูนมวล เนื่องจากในขณะนั้นหลุมดำกำลังกลืนกินมวลสารและพลังงานจากดาวที่อยู่ใกล้เคียง
ส่วนหลุมดำดาวฤกษ์นั้น มักจะเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ขนาดยักษ์สิ้นอายุขัย โดยแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์เองจะทำให้มันยุบตัวและเกิดการระเบิดซูเปอร์โนวาติดตามมา

แต่ในครั้งนี้ทีมผู้วิจัยสันนิษฐานว่า หลุมดำในระบบ VTFS243 ถือกำเนิดจากการยุบตัวกลายเป็นหลุมดำโดยตรงของหนึ่งในดาวคู่เท่านั้น เนื่องจากไม่พบสัญญาณของการระเบิดซูเปอร์โนวาเลย ทำให้ระบบดาวคู่กลายเป็นหลุมดำและดาวฤกษ์ยักษ์ที่โคจรวนรอบกันและกันอย่างเช่นในทุกวันนี้

หลักฐานล่าสุดชี้ “หลุมดำพเนจร” มีอยู่จริง เดินทางไปทั่วกาแล็กซีทางช้างเผือก

ผลการศึกษาของทีมนักดาราศาสตร์สองคณะจากสหรัฐฯ ซึ่งไม่ได้ทำการวิจัยร่วมกัน ระบุตรงกันว่ามีวัตถุอวกาศมวลมากและความหนาแน่นสูงที่มองไม่เห็น กำลังเคลื่อนที่ไปอย่างไร้จุดหมายในกาแล็กซีทางช้างเผือก

ซึ่งมีความเป็นไปได้สูงว่าวัตถุลึกลับนี้อาจเป็นหนึ่งในหลุมดำดาวฤกษ์ (Stellar black hole) หรือหลุมดำขนาดเล็กที่ตรวจจับได้ยาก เพราะมันสามารถดำรงอยู่ได้และโคจรอย่างโดดเดี่ยวในความมืดมิด โดยก่อนหน้านี้ทีมนักดาราศาสตร์คาดว่า หลุมดำประเภทดังกล่าวอาจมีอยู่กว่า 100 ล้านแห่งในดาราจักรของเรา

ในรายงานวิจัย 2 ฉบับ ซึ่งตีพิมพ์ลงในวารสาร The Astrophysical Journal ทีมนักดาราศาสตร์ทั้งสองคณะจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) และจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ (UC Berkeley) ต่างเผยผลวิเคราะห์จากการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลติดตามศึกษาวัตถุลึกลับดังกล่าวมาหลายปี หลังพบเบาะแสครั้งแรกเมื่อปี 2011

วัตถุลึกลับที่ค้นพบนี้ซึ่งอาจเป็นหลุมดำพเนจรเหล่านี้ เนื่องจากเกิดการระเบิดซูเปอร์โนวาที่ทรงพลังของดาวฤกษ์ โดยแก่นกลางของดาวยุบตัวลงและแรงระเบิดได้ผลักให้มันพุ่งตัวห่างออกมาในทิศทางต่าง ๆ ส่วนวัตถุอวกาศที่ค้นพบในครั้งนี้ ปัจจุบันอยู่ห่างจากโลก 5,000 ปีแสง และอยู่ภายในบริเวณแขนของดาราจักรที่เรียกว่าคารินา-ซาจิตทาเรียส (Carina-Sagittarius) แต่ก็อาจมีวัตถุลึกลับแบบเดียวกันที่ยังไม่สามารถค้นหาเจอในตอนนี้ ซึ่งมีระยะทางอยู่กับใกล้กับโลกเพียง 80 ปีแสงได้

ทีมผู้วิจัยทั้งสองคณะใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “เลนส์ความโน้มถ่วง” (Gravitational Lens) ในการตรวจจับค้นหาและคำนวณมวลของวัตถุอวกาศดังกล่าว โดยใช้หลักการนี้ระบุว่าแสงจะเกิดการบิดโค้งขึ้น และเมื่อแสงเดินทางเข้าใกล้วัตถุมวลมากที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาลเช่นหลุมดำหรือดาราจักร จะทำให้ผู้คนสามารถสังเกตการณ์เห็นภาพของแหล่งกำเนิดแสงผิดเพี้ยนไป โดยภาพอาจถูกย่อหรือขยาย หรืออาจเห็นเป็นหลายภาพที่เรียงตัวในแนวโค้งหรือวงแหวนได้อีกแบบหนึ่งด้วย
ซึ่งการใช้เลนส์ความโน้มถ่วงที่เกิดจากวัตถุลึกลับดังกล่าว ทำให้ภาพของดาวฤกษ์ที่มันเฉียดเข้าใกล้ดูเหมือนว่าเคลื่อนจากตำแหน่งเดิมและยังสว่างจ้าผิดปกติ ซึ่งทีมนักวิจัยของสถาบัน STScI คำนวณมวลของมันได้ที่ 7 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งชี้ว่าวัตถุนี้สามารถจะเป็นหลุมดำดาวฤกษ์ก็อาจจะเป็นไปได้ ตามที่คำนวณไว้

อย่างไรก็ตามทีมวิจัยของ UC Berkeley ได้วิเคราะห์และคำนวณมวลของวัตถุปริศนาซึ่งค่าที่คำนวณอยู่ระหว่าง 1.6 – 4.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และถือว่าต่ำเกินไปที่จะเป็นมวลของหลุมดำ ทางทีมวิจัยได้คาดการณ์และชี้ว่ามันน่าจะเป็นดาวนิวตรอนมากกว่า

ส่วนความเร็วในการเคลื่อนที่ของหลุมดำหรือดาวนิวตรอนพเนจรนี้ ทีมของสถาบัน STScI พบว่าอยู่ที่ 160,000 กม./ชม. ซึ่งถือว่าเร็วกว่าการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ในบริเวณใกล้เคียงอย่างมาก ส่วนนักวิจัยอีกทีมหนึ่งระบุว่า ความเร็วของมันอยู่ที่ 108, 000 กม./ชม.

หลุมดำเกิดใหม่จากดาวนิวตรอนรวมตัวกัน สามารถผลิตทองคำและโลหะล้ำค่าให้จักรวาลได้

แหล่งกำเนิดโลหะและแร่ธาตุต่างๆที่ล้ำค่าบนโลก อาทิเช่น ทองคำ เงิน แพลทินัม หรือยูเรเนียม ล้วนมาจากเตาหลอมขนาดยักษ์ตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นระหว่างมีปรากฏการณ์ “ซูเปอร์โนวา” เมื่อดาวฤกษ์สิ้นอายุขัยนั่นเอง

แต่ผลการศึกษาล่าสุดจากทีมนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของเยอรมนีกลับพบว่า หลุมดำอายุน้อยที่เกิดจากคู่ดาวนิวตรอนรวมตัวกัน ก็สามารถจะเป็นโรงงานถลุงโลหะล้ำค่าให้กับดวงดาวต่าง ๆ ในจักรวาลได้ด้วย
และมีรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสารรายเดือนของราชสมาคมดาราศาสตร์อังกฤษ (MNRAS) ได้เผยแพร่แนวคิดอันล่าสุดของนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์ GSI Helmholtz เพื่อใช้ในการวิจัยไอออนหนัก ซึ่งทีมนักวิทยาศาสตร์ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์สามารถพิสูจน์ได้ว่า ภายใต้เงื่อนไขบางประการ หลุมดำที่เพิ่งเกิดใหม่และกำลังจะดูดกลืนกลุ่มฝุ่นและก๊าซจากห้วงอวกาศรอบตัวนั้น ยังสามารถที่จะทำให้ธาตุหนักก่อตัวขึ้น ภายในจานหมุนของมวลสารต่าง ๆ และพลังงานมหาศาล ที่กำลังหมุนวนรอบหลุมดำอยู่ในขณะนั้น

ดร. โอลิเวอร์ จัสต์ ผู้เป็นหนึ่งในทีมวิจัยได้อธิบายว่า “หลุมดำในสภาวะดังกล่าวได้ปลอดปล่อยอนุภาคนิวทริโนออกมาในปริมาณที่สูง ซึ่งจะช่วยเร่งให้เกิดการเปลี่ยนอนุภาคโปรตอนเป็นนิวตรอนได้มากขึ้น และได้ทำให้เกิดการที่มีนิวตรอนทำฎิกิริยาเกิดขึ้นอย่างมหาศาลนั่นเอง และได้ทำให้ธาตุหนักก่อตัวขึ้นอย่างมาก”

ตามปกติแล้วธาตุที่หนักกว่าเหล็กซึ่งรวมถึงโลหะล้ำค่าด้วยนั้น ล้วนเกิดจากพลังงานในการระเบิดซูเปอร์โนวา โดยพลังมหาศาลทำให้อะตอมชนกันอย่างรุนแรง จนแต่ละอะตอมสามารถจับเอานิวตรอนของกันและกันมาได้อย่างรวดเร็วในชั่วพริบตา ทำให้เกิดการสังเคราะห์นิวเคลียสและอะตอมของธาตุหนักชนิดใหม่ขึ้น ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า R-process

ดร. จัสต์เผยถึงผลการใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ ในการทดสอบกับหลุมดำที่มีมวลและโมเมนตัมเชิงมุมแบบต่าง ๆ เพื่อค้นหาว่าหลุมดำแบบใดจะมีโอกาสเกิดกระบวนการ R-process ที่ผลิตธาตุหนักได้บ้าง

ผลปรากฏพบว่าจานพอกพูนมวลของหลุมดำคือปัจจัยหลักและสำคัญมากในเรื่องนี้ โดยจานหมุนจะต้องไม่มีมวลมากหรือน้อยจนเกินไป และหากมีมวลมากราว 1-10% ของดวงอาทิตย์ จะมีโอกาสผลิตโลหะล้ำค่าซึ่งรวมถึงทองคำได้มากที่สุด ทำให้หลุมดำขนาดเล็กได้เกิดจากคู่ดาวนิวตรอนรวมตัวกัน และมีศักยภาพสูงในการเป็นโรงงานผลิตธาตุหนักของจักรวาล

อย่างไรก็ตาม ทีมผู้วิจัยยังคงต้องการศึกษาต่อไปอีก เพื่อให้ได้ข้อมูลเพิ่มเติมมายืนยันความถูกต้องของแนวคิดนี้ โดยมีแผนว่าจะศึกษาวิธีใช้ข้อมูลแสง ซึ่งส่องสว่างมาจากเหตุการณ์ดาวนิวตรอนชนและรวมตัว เพื่อนำมาคำนวณหามวลของจานหมุนรอบหลุมดำเกิดใหม่ที่เป็นผลผลิตจากเหตุการณ์ดังกล่าวต่อไป