หลุมดำที่กำเนิดโดยไม่มีแม่ดาว หลักฐานชี้

‘การยุบตัวโดยตรง’ จากก๊าซอาจอธิบายการสังเกตการณ์ในดาราจักรระยะไกลได้ดาราจักรที่อยู่ห่างไกลอาจมีหลุมดำประเภทหนึ่งซึ่งเกิดขึ้นโดยตรงจากเมฆก๊าซขนาดใหญ่ แทนที่จะก่อตัวขึ้นหลังจากการตายของดาวฤกษ์ ตัวอย่างที่หายากนี้สามารถอธิบายได้ว่ากาแลคซีบางแห่งสร้างหลุมดำขนาดมหึมาในช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกหรือประมาณนั้นหลังบิ๊กแบงได้อย่างไร

ดาราจักรที่รู้จักกันในชื่อ CR7 นั้นไม่ธรรมดา ( SN: 7/25/2015, p. 8 ) มันระเบิดรังสีอัลตราไวโอเลตออกมามากกว่ากาแลคซีอื่นๆ ที่มีชีวิตอยู่ในเวลาเดียวกัน เมื่อประมาณ 13 พันล้านปีก่อน (ประมาณ 800 ล้านปีหลังจากบิกแบง) ก๊าซใน CR7 ยังขาดองค์ประกอบเช่นคาร์บอนและออกซิเจนซึ่งถูกหลอมรวมภายในดวงดาวแล้วพุ่งออกสู่อวกาศ แนวคิดหนึ่งคือ CR7 กำลังให้กำเนิดดาวฤกษ์รุ่นแรก คล้ายกับดาวดวงแรกที่เคยสร้างขึ้นในจักรวาล สมมติฐานอีกข้อหนึ่งคือ CR7 กักเก็บหลุมดำ “การยุบตัวโดยตรง” ครั้งแรกที่รู้จักกัน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อก้อนก๊าซระหว่างดวงดาวยุบตัวลงภายใต้น้ำหนักของมันเองโดยไม่มีการก่อตัวดาวฤกษ์ดวงแรก

หลุมดำมีแนวโน้มมากขึ้น 

ตามคำแนะนำของ Aaron Smith จาก University of Texas at Austin และเพื่อนร่วมงานในประกาศรายเดือน 11 ส.ค. ของRoyal Astronomical Society นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เพื่อสำรวจว่าก๊าซระหว่างดวงดาวมีปฏิสัมพันธ์กับการแผ่รังสีที่รุนแรงจากดาวฤกษ์ดึกดำบรรพ์หรือหลุมดำขนาดใหญ่อย่างไร Smith และเพื่อนร่วมงานพบว่าแสงจากกลุ่มดาวอายุน้อยที่ร้อนแรงไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมกลุ่มก๊าซจึงวิ่งหนีจาก CR7 ด้วยความเร็วประมาณ 580,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง พวกเขารายงานสิ่งที่สามารถผลักดันก๊าซได้คือการแผ่รังสีจากดิสก์ที่มีความร้อนยวดยิ่งของเศษซากที่หมุนรอบหลุมดำประมาณ 100, 000 เท่าของดวงอาทิตย์

ถ้า CR7 มีหลุมดำอยู่ จะเป็นหลักฐานแรกว่าก่อตัวจากเมฆที่ยังไม่ได้กำเนิดดาว นักดาราศาสตร์พยายามอธิบายว่าหลุมดำมวลมหาศาลบางหลุมสามารถก่อตัวขึ้นได้อย่างไรในเวลาประมาณ 1 พันล้านปีจากหลุมดำขนาดเล็กเพียงรวมตัวกัน “มีเวลาไม่เพียงพอที่จะทำอย่างนั้น” สมิธกล่าว อย่างไรก็ตาม หลุมดำที่ยุบตัวโดยตรงนั้นสร้างเมล็ดพืชขนาดมหึมาในคราวเดียว ทำให้เกิดการเติบโตของยักษ์ใหญ่ที่จะมีน้ำหนักมากถึงหลายพันล้านดวงในท้ายที่สุด

David Sobral นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Lancaster ในอังกฤษ ผู้ค้นพบ CR7 ในปี 2015 กล่าวว่า “นี่เป็นก้าวย่างที่ดีอย่างแน่นอน” แต่ยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าหลุมดำหรือกลุ่มดาวกำลังให้พลังงานแก่ CR7 หรือไม่ เขากล่าว “ฉันพยายามอยู่ให้ห่างจากมันเล็กน้อย และโต้แย้งว่าสิ่งที่เราต้องการคือการสังเกตใหม่ แทนที่จะเข้าข้าง”

ด้วยข้อมูลที่มีอยู่ จึงแยกความแตกต่างระหว่างดวงดาวหรือหลุมดำได้ยาก Sobral กล่าว นั่นเป็นเหตุผลที่เขาและเพื่อนร่วมงานจองเวลาไว้กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในเดือนมกราคม และกำลังรอข้อมูลใหม่จากอาร์เรย์มิลลิเมตร/มิลลิเมตรขนาดใหญ่ของอาตากามาในชิลี ข้อมูลจากหอดูดาวทั้งสองแห่งจะช่วยให้นักวิจัยค้นหาร่องรอยของธาตุหนักใน CR7 หากข้อมูลที่ละเอียดอ่อนกว่านี้ยังคงไม่มีสัญญาณของอะตอมเช่นคาร์บอน Sobral กล่าว CR7 อาจเป็นเจ้าภาพรังของดาวฤกษ์รุ่นแรก ในทางกลับกัน หลุมดำน่าจะก่อตัวนานพอที่จะมีเวลาเพียงพอสำหรับดาวที่จะก่อตัวและก่อมลพิษ CR7 ด้วยธาตุหนักจำนวนเล็กน้อย เขากล่าว  

การสำรวจสำมะโนประชากรของสถานที่ที่คล้ายกันก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน “ตอนนี้เราพบว่า CR7 ไม่ได้อยู่คนเดียว” Sobral กล่าว เขาและเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบกาแลคซีอีกสี่แห่งที่เทียบได้กับ CR7ในเอกภพยุคแรก ซึ่งนำเสนอผลในวันที่ 27 มิถุนายนที่การประชุมดาราศาสตร์แห่งชาติในเมืองนอตติงแฮม ประเทศอังกฤษ “เราไม่ต้องพูดถึงเรื่องเดียว” เขากล่าว “แต่เราสามารถใส่ [CR7] ลงในภาพที่กว้างขึ้นได้” 

Juno ถ่ายภาพดาวพฤหัสบดีเป็นครั้งแรก

รูปภาพบ่งชี้ว่ายานอวกาศมีสุขภาพดีหลังจากสำรวจสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของก๊าซยักษ์ยานอวกาศ Juno ของ NASA ได้ส่งภาพแรกของดาวพฤหัสบดีกลับมานับตั้งแต่มาถึงดาวเคราะห์ 4 กรกฎาคม ( SN: 7/23/16, p. 14 ) ภาพที่ถ่ายเมื่อวันที่ 10 กรกฎาคม เมื่อยานอวกาศอยู่ห่างจากดาวพฤหัสบดี 4.3 ล้านกิโลเมตร แสดงให้เห็นเมฆของดาวเคราะห์ จุดแดงที่ยิ่งใหญ่ (พายุกว้างกว่าโลกเล็กน้อย) และดวงจันทร์สามดวง (ไอโอ ยูโรปา และแกนีมีด)

จูโนอยู่บนขาขาออกของวงโคจร 53.5 วันแรกของยักษ์ก๊าซ (จากนั้นจูโนจะเข้าสู่วงโคจร 14 วัน) ในระหว่างการโคจร เครื่องมือวิทยาศาสตร์ทั้งหมดของ Juno ถูกปิดในขณะที่ยานอวกาศทำการดำน้ำครั้งแรกผ่านแถบรังสีที่รุนแรงที่ล้อมรอบดาวเคราะห์ ภาพแรกนี้บ่งชี้ว่าจูโนมีสุขภาพแข็งแรงและพร้อมที่จะศึกษาดาวเคราะห์ดวงที่ใหญ่ที่สุดในโลกในระบบสุริยะ

โพรบเป็นครั้งที่เก้าที่ไปเยือนดาวพฤหัสบดี และครั้งที่สองที่จะอยู่ในวงโคจร ( SN: 6/25/2016, p. 32 ) ในอีก 20 เดือนข้างหน้า Juno จะตรวจสอบสิ่งที่ซ่อนตัวอยู่ใต้เมฆทึบที่ปกคลุมโลก ( SN: 6/25/2016, p. 16 ) ยานอวกาศจะไม่ถ่ายภาพแรกของดาวพฤหัสบดีอย่างใกล้ชิดจนถึงวันที่ 27 สิงหาคมเมื่อบินภายในรัศมี 5,000 กิโลเมตรจากยอดเมฆ  

ความมั่งคั่งของออกซิเจนในสมัยโบราณของดาวอังคารมาจากไหน? อาจไม่ได้มาจากจุลินทรีย์ที่สร้างออกซิเจน Lanza กล่าว เนื่องจากดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กป้องกัน ( SN: 9/19/15, p. 5 ) ออกซิเจนอาจมาจากการสลายตัวของไอน้ำในอากาศที่เกิดจากรังสี บางทีโมเลกุลไฮโดรเจนที่เบากว่าอาจหายไปในอวกาศในขณะที่โมเลกุลออกซิเจนที่ช้ากว่าและหนักกว่าสะสมอยู่

ผลลัพธ์ใหม่ Lanza กล่าวยังแนะนำด้วยว่าการค้นหาสัญญาณของออกซิเจนบนดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกลจะไม่เป็นสัญญาณของการมีชีวิตที่นั่น