เปิดปริศนา “จุดแดงลึกลับ” ในเอกภพ อาจเป็นดาวหลุมดำ กำเนิดหลุมดำยักษ์ยุคแรก

วันที่ 1 พฤษภาคมที่ผ่านมา วงการดาราศาสตร์มีความคืบหน้าครั้งสำคัญเกี่ยวกับปริศนาของจุดสีแดงเล็ก ๆ (Little Red Dots หรือ LRDs) ที่ถูกค้นพบโดย กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ โดยนักวิจัยได้ใช้ข้อมูลรังสีเอกซ์จาก หอดูดาวอวกาศจันทรา มาช่วยวิเคราะห์เพิ่มเติม และพบว่าจุดปริศนาเหล่านี้อาจไม่ใช่ดาวธรรมดา แต่เป็นสิ่งที่เรียกว่า ดาวหลุมดำ ซึ่งก็คือกลุ่มก๊าซขนาดมหึมาที่มีหลุมดำมวลยิ่งยวดซ่อนอยู่ตรงกลางและกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว 

นับตั้งแต่เจมส์ เวบบ์ เริ่มปฏิบัติภารกิจ นักดาราศาสตร์ได้พบจุดสีแดงลักษณะนี้จำนวนมากในเอกภพยุคแรก วัตถุเหล่านี้อยู่ไกลจากโลกถึงราว 12,000 ล้านปีแสง หมายความว่าแสงที่เราเห็นในวันนี้ถูกปล่อยออกมาตั้งแต่จักรวาลยังอายุน้อยมาก จุดเหล่านี้มีขนาดเล็กและมีอุณหภูมิเย็น กว่าวัตถุอวกาศทั่วไป อยู่ที่ประมาณ 1,700 ถึง 3,700 องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่าต่ำเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ส่วนใหญ่

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจุดสีแดงเหล่านี้คือหลุมดำมวลยิ่งยวดที่ถูกห่อหุ้มด้วยเมฆก๊าซหนาแน่น ก๊าซนี้ทำหน้าที่เหมือนม่านบัง ทำให้รังสีเอกซ์และแสงพลังงานสูงที่ปกติใช้ตรวจจับหลุมดำไม่สามารถเล็ดลอดออกมาได้ ส่งผลให้วัตถุเหล่านี้ดูคล้ายดาวฤกษ์ธรรมดา จึงถูกเรียกว่า ดาวหลุมดำ แม้ภายในจะเป็นหลุมดำก็ตาม

จุดเปลี่ยนสำคัญเกิดขึ้นเมื่อทีมนักวิจัยนำภาพจากเจมส์ เวบบ์ ไปเปรียบเทียบกับข้อมูลเก่าของหอดูดาวจันทราที่บันทึกไว้กว่า 10 ปีก่อน และพบว่าวัตถุรังสีเอกซ์ที่มีรหัส 3DHST-AEGIS-12014 อยู่ในตำแหน่งเดียวกับจุดสีแดงหนึ่งจุดพอดี นี่เป็นครั้งแรกที่พบว่าจุดสีแดงประเภทนี้มีการปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา แตกต่างจากตัวอื่น ๆ ที่ไม่เคยตรวจพบสัญญาณลักษณะนี้มาก่อน

นักดาราศาสตร์อธิบายว่า วัตถุดังกล่าวน่าจะอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านจากจุดสีแดงที่ถูกก๊าซปกคลุมหนาแน่น ไปสู่หลุมดำมวลยิ่งยวดแบบทั่วไป เมื่อหลุมดำด้านในเติบโตและเริ่มดูดกลืนก๊าซ มันจะค่อย ๆ เจาะทะลุเมฆก๊าซรอบตัว ทำให้เกิดช่องว่างหรือหน้าต่างเล็ก ๆ ที่เปิดโอกาสให้รังสีเอกซ์เล็ดลอดออกมาได้ และเป็นสิ่งที่จันทราสามารถตรวจจับได้ในที่สุด

ข้อมูลเพิ่มเติมยังพบว่าความสว่างของรังสีเอกซ์จากวัตถุนี้มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอด ซึ่งน่าจะเกิดจากการหมุนของเมฆก๊าซที่เปิดและปิดช่องว่างไม่เท่ากันในแต่ละช่วงเวลา ราฟาเอล ฮวิดิง (Raphael Hviding) จากสถาบันมักซ์พลังค์เพื่อดาราศาสตร์ ระบุว่า "วัตถุชิ้นนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญที่ช่วยเชื่อมโยงข้อมูลทั้งหมดเข้าด้วยกัน และทำให้เราเข้าใจธรรมชาติของจุดสีแดงเหล่านี้ได้ชัดเจนขึ้น"

ความสำคัญของการค้นพบนี้อยู่ที่การช่วยไขปริศนาการกำเนิดของหลุมดำมวลยิ่งยวดในเอกภพยุคแรก ว่าพวกมันเกิดจากการรวมตัวของหลุมดำขนาดเล็กอย่างค่อยเป็นค่อยไป หรือเกิดจากการยุบตัวอย่างรวดเร็วของก๊าซขนาดมหึมา หากสมมติฐานนี้ได้รับการยืนยัน จุดสีแดงเล็ก ๆ เหล่านี้จะกลายเป็นหลักฐานสำคัญที่ช่วยอธิบายการก่อตัวของหลุมดำและกาแล็กซี รวมถึงต้นกำเนิดของกาแล็กซีอย่าง ทางช้างเผือก ที่เราอาศัยอยู่ในปัจจุบัน