บางครั้งความมหัศจรรย์ของอวกาศไม่ได้เริ่มจากวัตถุที่สว่างที่สุด แต่เริ่มจากดาวดวงเล็กที่วิ่งได้แม่นยำอย่างน่าทึ่ง S301 คือดาวที่นักดาราศาสตร์กำลังพูดถึงมากในสัปดาห์นี้ เพราะมันโคจรรอบหลุมดำ Sagittarius A* ที่ใจกลางทางช้างเผือกด้วยความเร็วประมาณ 25,000 กิโลเมตรต่อวินาที และใช้เวลาเพียง 8.7 ปีในการวิ่งครบหนึ่งรอบเท่านั้น[ref:1][ref:2]
ความสนุกของข่าวนี้อยู่ตรงที่ S301 ไม่ได้แค่ “เร็วมาก” แต่ยังเข้าใกล้หลุมดำมากกว่าดาวดวงอื่นที่เคยติดตามได้ด้วย[ref:1][ref:3] นั่นทำให้มันกลายเป็นเหมือนหมุดบอกตำแหน่งตามธรรมชาติชิ้นใหม่สำหรับฟิสิกส์แรงโน้มถ่วง ยิ่งดาวเข้าใกล้วัตถุที่มวลมหาศาลมากเท่าไร วงโคจรของมันก็ยิ่งช่วยเปิดรายละเอียดของอวกาศ-เวลาให้เราอ่านออกง่ายขึ้นเท่านั้น
ทำไม S301 จึงเป็นดาวที่น่าจับตาเป็นพิเศษ
Sagittarius A* คือหลุมดำมวลยิ่งยวดที่อยู่กลางกาแล็กซีของเรา มีมวลประมาณ 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์[ref:1][ref:2] นักดาราศาสตร์เฝ้าดูดาวรอบบริเวณนี้มานานหลายทศวรรษ แต่ S301 โดดเด่นเพราะวงโคจรของมันทั้งแคบและรีมากผิดปกติ ตอนที่เข้าใกล้ที่สุด ดาวดวงนี้อยู่ห่างหลุมดำเพียงราว 1.78 พันล้านกิโลเมตร หรือประมาณ 12 เท่าของระยะโลกถึงดวงอาทิตย์ และไกลกว่าระยะดวงอาทิตย์ถึงดาวเสาร์เพียงราว 20% เท่านั้น[ref:1] สำหรับการโคจรรอบหลุมดำ ระยะนี้ถือว่าใกล้อย่างน่าทึ่ง
รายละเอียดอีกอย่างที่ทำให้เรื่องนี้ยิ่งน่ารักในเชิงวิทยาศาสตร์คือ S301 ไม่ใช่ดาวที่สังเกตง่ายเลย งานวิจัยในวารสาร Nature ระบุว่ามันเป็นดาวลำดับหลักที่มีค่า K-band magnitude 19.3 และเพิ่งถูกค้นพบในปี 2023[ref:2] ขณะที่ ESO อธิบายว่ามันดูมืดกว่าเบเทลจุสบนท้องฟ้าถึงประมาณ 2 พันล้านเท่า[ref:1] นั่นแปลว่าการเจอมันไม่ใช่เรื่องโชค แต่เป็นผลจากเครื่องมือที่ละเอียดมากและการเก็บข้อมูลอย่างอดทน
กล้องและเทคนิคที่ทำให้มองเห็นดาวดวงนี้
การติดตาม S301 ใช้ Very Large Telescope Interferometer หรือ VLTI ของหอดูดาวยุโรปใต้ที่ปารานาล ประเทศชิลี ร่วมกับเครื่องมือ GRAVITY และรุ่นอัปเกรด GRAVITY+[ref:1][ref:2] จุดเด่นของระบบนี้คือการรวมแสงจากกล้องโทรทรรศน์ขนาด 8 เมตรจำนวน 4 ตัว ให้ทำงานเหมือนกล้องเสมือนที่มีความละเอียดเชิงมุมสูงกว่ากล้อง 8 เมตรเดี่ยวประมาณ 15 เท่า[ref:1] ความสามารถแบบนี้สำคัญมาก เพราะบริเวณใจกลางกาแล็กซีเต็มไปด้วยดาวจำนวนแน่นมาก
ทีมวิจัยเริ่มเห็นร่องรอยแรกของ S301 ในฤดูใบไม้ผลิปี 2023 แล้วค่อย ๆ ย้อนประวัติวงโคจรกลับไปได้ถึงปี 2017[ref:1] ในบทความ Nature ยังระบุว่าทีมสังเกตการณ์บริเวณนี้เป็นรอบ ๆ ทุกเดือนช่วงเดือนมีนาคมถึงกันยายน โดยใช้เวลาสังเกตรวมประมาณ 80 ถึง 100 ชั่วโมงต่อปี[ref:2] ข้อมูลเหล่านี้ทำให้วงโคจรของดาวดวงนี้ชัดขึ้นพอที่จะใช้ทดสอบฟิสิกส์ระดับลึกได้จริง
ดาวดวงนี้จะช่วยเราอ่านการหมุนของหลุมดำได้อย่างไร
ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ หากหลุมดำกำลังหมุน มันจะลากอวกาศ-เวลาให้บิดตามไปด้วย[ref:1][ref:2] ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์เคยใช้ดาว S2 เพื่อยืนยันผลเชิงสัมพัทธภาพบางอย่างแล้ว เช่น gravitational redshift และ Schwarzschild precession[ref:2] แต่การวัด “การหมุน” ของหลุมดำแบบตรง ๆ ยังเป็นเรื่องยากมาก
S301 อาจทำให้เส้นเวลานั้นสั้นลงอย่างชัดเจน เพราะตอนมันวิ่งเร็วที่สุด ดาวดวงนี้พุ่งได้มากกว่า 8% ของความเร็วแสง หรือเร็วกว่าเครื่องบินพาณิชย์ประมาณ 100,000 เท่า[ref:1][ref:3] นักวิจัยจึงหวังว่าเมื่อเฝ้าดูมันต่อไปจนถึงการเข้าใกล้อีกครั้งในปี 2031 และเก็บข้อมูลครบอย่างน้อย 2 รอบวงโคจร ก็อาจวัดการหมุนของ Sagittarius A* ได้ภายในราว 10 ปีข้างหน้า[ref:1][ref:3]
ที่น่าสนใจคือ S301 อาจมีที่มาน่าทึ่งไม่แพ้ผลลัพธ์ของมัน งานวิจัยเสนอว่ามันน่าจะเคยเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ที่หลงเข้าใกล้หลุมดำมากเกินไป จนแรงไทดัลฉีกระบบออกจากกันผ่านกระบวนการที่เรียกว่า Hills mechanism[ref:1][ref:2] ผลคือ S301 ถูกจับไว้ในวงโคจรเดิม ขณะที่ดาวคู่ของมันอาจถูกเหวี่ยงออกไปด้วยความเร็วสูงจนมีโอกาสหลุดออกจากกาแล็กซี[ref:1]
ดาวดวงเล็กที่กลายเป็นไม้บรรทัดของจักรวาล
สิ่งที่ทำให้ข่าวนี้ชวนยิ้มคือความต่างขนาดอย่างสุดขั้ว ดาวที่มืดมากและเล็กกว่าหลุมดำแบบเทียบกันแทบไม่ได้ กลับกลายเป็นเครื่องมือชั้นเยี่ยมสำหรับอ่านคุณสมบัติของวัตถุที่ลึกลับที่สุดชนิดหนึ่งในเอกภพ[ref:1][ref:2] ความตื่นเต้นครั้งนี้ไม่ได้มาจากการระเบิดใหญ่โต แต่มาจากความแม่นยำของวงรีเส้นหนึ่ง กล้อง 4 ตัวที่ทำงานประสานกัน และคำสัญญาว่าอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราอาจรู้จักใจกลางทางช้างเผือกได้ชัดกว่าเดิมมาก
ถ้าการติดตามในทศวรรษนี้เป็นไปตามหวัง S301 จะไม่ใช่แค่ดาวที่เร็วที่สุดในทางช้างเผือกเท่านั้น แต่จะกลายเป็นไม้บรรทัดสำคัญที่ช่วยให้มนุษย์วัดการหมุนของหลุมดำมวลยิ่งยวดได้โดยตรง นั่นคือความงามแบบหนึ่งของวิทยาศาสตร์อวกาศ ยิ่งเรามองละเอียดขึ้น เอกภพก็ยิ่งยื่นคำตอบใหม่มาให้เราอย่างอ่อนโยน[ref:1][ref:2]
ยังไม่มีความคิดเห็น มาเป็นคนแรกที่ร่วมแบ่งปันความคิดกัน