หลุมดำกลางทางช้างเผือก

ดาราจักรหรือกาแล็กซีเป็นที่อยู่ของดาวฤกษ์ แก๊ส ฝุ่น ฯลฯ เราอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก แม้ว่าเราจะไม่สามารถมองเห็นดาราจักรของเราได้โดยตรงในมุมมองจากระยะไกล เห็นเป็นเพียงแถบจางๆ คล้ายเมฆ ทอดยาวไปบนท้องฟ้า แต่การวัดตำแหน่งของดาวฤกษ์จำนวนมากในดาราจักร เพื่อดูความหนาแน่นของดาวในส่วนต่างๆ ของทางช้างเผือก และการเทียบเคียงกับดาราจักรอื่นๆ ทำให้เราพบว่าดาราจักรทางช้างเผือกมีลักษณะเป็นจาน ภายในจานมีคาน กับแขนหลัก 2 ข้าง ขดเป็นเกลียวคล้ายก้นหอย จึงจัดอยู่ในดาราจักรชนิดก้นหอยมีคาน

ดาราจักรทางช้างเผือกมีดาวฤกษ์สมาชิกอยู่มากกว่า 1 แสนล้านดวง ดวงอาทิตย์เป็นสมาชิกหนึ่งในนั้น โดยอยู่ห่างจากศูนย์กลางทางช้างเผือกราว 2.5 หมื่นปีแสง โคจรไปรอบดาราจักรด้วยความเร็ว 220 กิโลเมตรต่อวินาที และใช้เวลาประมาณ 250 ล้านปี จึงจะโคจรครบ 1 รอบ

เราสามารถมองเห็นทางช้างเผือกได้ชัดเจนในคืนเดือนมืด ไม่มีแสงไฟฟ้า และเมฆหมอกรบกวน โดยสว่างชัดที่สุดบริเวณกลุ่มดาวคนยิงธนู อันเป็นทิศทางไปสู่บริเวณรอบใจกลางดาราจักร ซึ่งมีดาวหนาแน่นกว่าส่วนอื่น การศึกษาที่ใจกลางดาราจักรในย่านแสงขาวหรือแสงที่ตามองเห็นไม่สามารถทำได้ เนื่องจากมีฝุ่นมืดบดบัง จึงต้องอาศัยการสังเกตการณ์ในคลื่นความถี่อื่น อย่างคลื่นวิทยุและอินฟราเรด ทำให้พบว่ามีคลื่นวิทยุความเข้มสูงแผ่ออกมาจากใจกลางทางช้างเผือก ตั้งชื่อแหล่งคลื่นวิทยุนี้ว่า คนยิงธนูเอ* (Sagittarius A*) อ่านว่า “คนยิงธนูเอสตาร์” หรือใช้อักษรย่อว่า Sgr A*

การวัดการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ต่างๆ ที่บริเวณโดยรอบใจกลางทางช้างเผือก พบว่าบริเวณนั้นน่าจะเป็นหลุมดำที่มีมวลสูงราว 4 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ เมื่อ พ.ศ. 2544 กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จันทราขององค์การนาซา ได้ตรวจพบการลุกจ้าของรังสีเอกซ์ที่ตำแหน่งของคนยิงธนูเอ* ซึ่งเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน และสงบลงในเวลาราว 3 ชั่วโมง การเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็วนี้ เป็นหลักฐานว่าเกิดจากปรากฏการณ์ที่สสารไหลลงสู่หลุมดำ

แม้ว่ามันจะได้ชื่อว่าหลุมดำ ซึ่งอาจแผ่รังสีน้อยมากตามทฤษฎีของ สตีเฟน ฮอว์กิง แต่เราก็สามารถตรวจวัดการมีอยู่ของมันได้ เนื่องจากการส่องสว่างที่บริเวณขอบหลุมดำ ก่อนแก๊สจะไหลวนเข้าสู่หลุมดำ แก๊สจะเกิดการเสียดสีกันจนทำให้เกิดความร้อนสูง การวัดคลื่นวิทยุที่แผ่ออกมาจากคนยิงธนูเอ* ทำให้นักดาราศาสตร์พบว่าบริเวณรอบหลุมดำแห่งนี้มีแก๊สน้อยมาก เมื่อไม่มีสสารไหลลงสู่หลุมดำ การแผ่รังสีจึงน้อยตามไปด้วย

อย่างไรก็ตาม ผลการสังเกตการณ์ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา แสดงว่ามีกลุ่มแก๊สความหนาแน่นสูงกลุ่มหนึ่ง ตั้งชื่อว่า จี 2 (G2) มวลราว 3 เท่าของมวลโลก กำลังจะเข้าปะทะกับหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือก ซึ่งเหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นใน พ.ศ. 2556 อาจเป็นกลางปีหรือปลายปี

 

นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นกลุ่มแก๊สจี 2 มาตั้งแต่ พ.ศ. 2545 แต่สามารถสรุปสมบัติบางอย่างของมันได้เมื่อไม่นานมานี้ การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาวยุโรปในซีกโลกใต้ (ESO) พบว่ากลุ่มแก๊สนี้มีอุณหภูมิราว 280 องศาเซลเซียส ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม ช่วง 7 ปีที่ผ่านมา ความเร็วของจี 2 ในอวกาศเพิ่มขึ้น 2 เท่า ปัจจุบันมีความเร็วที่ราว 8 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

จากแบบจำลอง 3 มิติ ด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ นักดาราศาสตร์พบว่ามวลสารส่วนหนึ่งของจี 2 จะไหลเข้าสู่หลุมดำ ก่อให้เกิดการแผ่รังสีเอกซ์และคลื่นวิทยุที่มีความเข้มสูงต่อเนื่องกันนานหลายปีนับตั้งแต่ พ.ศ. 2556 เป็นต้นไป ปัจจุบันแม้ว่ากลุ่มแก๊สจี 2 จะยังไม่เข้าปะทะกับหลุมดำ แต่ก็เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างบริเวณขอบรอบนอกแล้ว ซึ่งน่าจะเป็นผลจากแรงโน้มถ่วงของหลุมดำ มวลสารอีกส่วนหนึ่งจะรอดพ้นจากการถูกกลืนโดยหลุมดำ ส่วนจะเกิดอะไรขึ้นต่อไปกับกลุ่มแก๊สที่เหลือ ยังไม่อาจทราบได้

ปรากฏการณ์ที่กำลังจะเกิดขึ้นในอีกไม่นานนี้ จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาพฤติกรรมของแก๊ส และสภาพบริเวณรอบหลุมดำที่ใจกลางทางช้างเผือก

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (28 ต.ค.-4 พ.ย.)

ดาวอังคารและดาวพุธอยู่บนท้องฟ้าทิศตะวันตกในเวลาหัวค่ำ ดาวอังคารอยู่ในเขตของกลุ่มคนแบกงู ซึ่งแม้จะไม่ใช่หนึ่งในกลุ่มดาวจักรราศี 12 กลุ่ม แต่ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์ ก็สามารถปรากฏอยู่ในกลุ่มดาวนี้ได้ ต่ำกว่าดาวอังคาร อาจสังเกตเห็นดาวพุธอยู่ใกล้ขอบฟ้า ช่วงนี้ดาวพุธกำลังเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น ทำให้ตกเร็วขึ้น และมีเวลาสังเกตได้ไม่นาน

ดาวพฤหัสบดีอยู่ในกลุ่มดาววัว ขึ้นเหนือขอบฟ้าทิศตะวันออกในเวลาประมาณ 2 ทุ่มเศษ แต่ต้องรออีกราวครึ่งชั่วโมง ให้ดาวพฤหัสบดีเคลื่อนสูงเหนือขอบฟ้ามากขึ้น จึงจะเริ่มสังเกตเห็นได้ จากนั้นดาวพฤหัสบดีจะขึ้นไปอยู่เหนือศีรษะในเวลาตี 2 ครึ่ง ก่อนจะย้ายไปอยู่สูงบนท้องฟ้าทิศตะวันตกในเวลาเช้ามืด

ดาวศุกร์อยู่ในกลุ่มดาวหญิงสาว ขึ้นเหนือขอบฟ้าในเวลาตี 4 แล้วค่อยๆ เคลื่อนสูงขึ้น ทำมุมเหนือขอบฟ้าราว 20 องศา เมื่อท้องฟ้าเริ่มสว่างในเวลาเช้ามืด จึงเห็นเป็นดาวสว่างโดดเด่นบนท้องฟ้าขณะรุ่งอรุณ เรียกว่าดาวประกายพรึก

ดวงจันทร์สว่างเต็มดวงในวันที่ 30 ต.ค. ซึ่งตรงกับวันออกพรรษา หลังจากนั้นจะเข้าสู่ข้างแรม ส่วนสว่างของดวงจันทร์ลดลงทุกวัน วันพุธที่ 31 ต.ค. เวลาราว 2 ทุ่มเป็นต้นไป ดวงจันทร์อยู่ห่างกระจุกดาวลูกไก่ที่ระยะ 5 องศา แต่อาจสังเกตกระจุกดาวได้ยาก เนื่องจากแสงจันทร์สว่างกลบแสงของดาวฤกษ์ เช้ามืดวันศุกร์ที่ 2 พ.ย. ดวงจันทร์ปรากฏอยู่ใกล้ดาวพฤหัสบดีและดาวอัลเดบารันบนท้องฟ้าทิศตะวันตก ห่างดาวพฤหัสบดี 2 องศา ห่างดาวอัลเดบารัน 5 องศา

ค่ำวันเสาร์ที่ 3 พ.ย. สถานีอวกาศนานาชาติจะโคจรผ่านเหนือท้องฟ้าให้เห็นได้ในประเทศไทย โดยปรากฏเหมือนดาวสว่างเคลื่อนที่ข้ามท้องฟ้า กรุงเทพฯ และบริเวณใกล้เคียงจะเริ่มเห็นสถานีอวกาศในเวลา 18.45 น. ใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตกเฉียงเหนือ จากนั้นเคลื่อนสูงขึ้นไปทางซ้าย สูงสุดทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ที่มุมเงย 60 องศา จากนั้นเคลื่อนต่ำลง สิ้นสุดใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออกเฉียงใต้ในเวลา 18.51 น.