หลุมดำของดาวฤกษ์และหลุมดำมวลปานกลาง

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง หลุมดำของดาวฤกษ์และหลุมดำมวลปานกลาง

หลุมดำของดาวฤกษ์ vs. หลุมดำมวลปานกลาง

หลุมดำของดาวฤกษ์ (stellar black hole) เป็นหลุมดำชนิดหนึ่งที่เกิดจากการยุบตัวจากแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์มวลมาก (ขนาดตั้งแต่ 20 เท่ามวลดาวอาทิตย์ หรือมากกว่า ทั้งนี้ขนาดที่แน่นอนยังคงต้องมีการศึกษาต่อไปเพราะเกี่ยวข้องกับปัจจัยหลายอย่าง) ในช่วงเวลาสุดท้ายของดาวฤกษ์เมื่อสิ้นอายุขัย กระบวนการนี้สามารถสังเกตได้จากการระเบิดของซูเปอร์โนวา หรือในแสงวาบรังสีแกมมา หลุมดำของดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบ (นับถึงปี ค.ศ. 2007) มีขนาด 15.65±1.45 มวลดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีหลักฐานว่า แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ IC 10 X-1 เป็นหลุมดำของดาวฤกษ์ที่คาดว่ามีขนาดมวล 24-33 เท่ามวลดวงอาทิต. หลุมดำมวลปานกลาง (Intermediate-mass black hole; IMBH) คือหลุมดำที่มีมวลมากกว่าหลุมดำจากดาวฤกษ์ (หลักสิบเท่าของมวลดวงอาทิตย์) อย่างเห็นได้ชัด แต่ก็น้อยกว่าหลุมดำมวลยวดยิ่งอยู่มาก (หลายล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์) หลักฐานการมีอยู่ของหลุมดำประเภทนี้ค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับหลุมดำอีกสองประเภท มีการค้นพบแห่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ที่สว่างอย่างยิ่ง (ultra-luminous X ray source; ULX) ในดาราจักรใกล้เคียงที่น่าสงสัยว่าจะเป็นหลุมดำมวลปานกลาง ขนาดของมวลอยู่ระหว่าง 100-1,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์ชนิดนี้ตรวจพบอยู่ในย่านกำเนิดดาวฤกษ์ (เช่น ดาราจักรดาวระเบิด M82) และน่าจะมีความเกี่ยวข้องกับกระจุกดาวอายุน้อยหลายแห่งซึ่งสังเกตพบในย่านเดียวกัน อย่างไรก็ดีเพียงการตรวจจับมวลที่มีการเปลี่ยนแปลงโดยการวิเคราะห์สเปกตรัมแสงของดาวคู่ ก็สามารถเผยถึงการมีอยู่ของหลุมดำมวลปานกลางว่าเป็นการพอกพูนมวลของ ULX ได้.

หลุมดำ

มุมมองจำลองของหลุมดำด้านหน้าของทางช้างเผือก โดยมีมวลเทียบเท่าดวงอาทิตย์ 10 ดวงจากระยะทาง 600 กิโลเมตร หลุมดำ (black hole) หมายถึงเทหวัตถุในเอกภพที่มีแรงโน้มถ่วงสูงมาก ไม่มีอะไรออกจากบริเวณนี้ได้แม้แต่แสง ยกเว้นหลุมดำด้วยกัน เราจึงมองไม่เห็นใจกลางของหลุมดำ หลุมดำจะมีพื้นที่หนึ่งที่เป็นขอบเขตของตัวเองเรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ ที่ตำแหน่งรัศมีชวาร์สชิลด์ ถ้าหากวัตถุหลุดเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ วัตถุจะต้องเร่งความเร็วให้มากกว่าความเร็วแสงจึงจะหลุดออกจากขอบฟ้าเหตุการณ์ได้ แต่เป็นไปไม่ได้ที่วัตถุใดจะมีความเร็วมากกว่าแสง วัตถุนั้นจึงไม่สามารถออกมาได้อีกต่อไป เมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลมหึมาแตกดับลง มันอาจจะทิ้งสิ่งที่ดำมืดที่สุด ทว่ามีอำนาจทำลายล้างสูงสุดไว้เบื้องหลัง นักดาราศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่า "หลุมดำ" เราไม่สามารถมองเห็นหลุมดำด้วยกล้องโทรทรรศน์ใดๆ เนื่องจากหลุมดำไม่เปล่งแสงหรือรังสีใดเลย แต่สามารถตรวจพบได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ และคลื่นโน้มถ่วงของหลุมดำ (ในเชิงทฤษฎี โครงการแอลไอจีโอ) และจนถึงปัจจุบันได้ค้นพบหลุมดำในจักรวาลแล้วอย่างน้อย 6 แห่ง หลุมดำเป็นซากที่สิ้นสลายของดาวฤกษ์ที่ถึงอายุขัยแล้ว สสารที่เคยประกอบกันเป็นดาวนั้นได้ถูกอัดตัวด้วยแรงดึงดูดของตนเองจนเหลือเป็นเพียงมวลหนาแน่นที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่านิวเคลียสของอะตอมเดียว ซึ่งเรียกว่า ภาวะเอกฐาน หลุมดำแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ หลุมดำมวลยวดยิ่ง เป็นหลุมดำในใจกลางของดาราจักร, หลุมดำขนาดกลาง, หลุมดำจากดาวฤกษ์ ซึ่งเกิดจากการแตกดับของดาวฤกษ์, และ หลุมดำจิ๋วหรือหลุมดำเชิงควอนตัม ซึ่งเกิดขึ้นในยุคเริ่มแรกของเอกภพ แม้ว่าจะไม่สามารถมองเห็นภายในหลุมดำได้ แต่ตัวมันก็แสดงการมีอยู่ผ่านการมีผลกระทบกับวัตถุที่อยู่ในวงโคจรภายนอกขอบฟ้าเหตุการณ์ ตัวอย่างเช่น หลุมดำอาจจะถูกสังเกตเห็นได้โดยการติดตามกลุ่มดาวที่โคจรอยู่ภายในศูนย์กลางหลุมดำ หรืออาจมีการสังเกตก๊าซ (จากดาวข้างเคียง) ที่ถูกดึงดูดเข้าสู่หลุมดำ ก๊าซจะม้วนตัวเข้าสู่ภายใน และจะร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิสูง ๆ และปลดปล่อยรังสีขนาดใหญ่ที่สามารถตรวจจับได้จากกล้องโทรทรรศน์ที่โคจรอยู่รอบโลก การสำรวจให้ผลในทางวิทยาศาสตร์เห็นพ้องต้องกันว่าหลุมดำนั้นมีอยู่จริงในเอกภพ แนวคิดของวัตถุที่มีแรงดึงดูดมากพอที่จะกันไม่ให้แสงเดินทางออกไปนั้นถูกเสนอโดยนักดาราศาสตร์มือสมัครเล่นชาวอังกฤษ จอห์น มิเชล ในปี 1783 และต่อมาในปี 1795 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ปีแยร์-ซีมง ลาปลาส ก็ได้ข้อสรุปเดียวกัน ตามความเข้าใจล่าสุด หลุมดำถูกอธิบายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งทำนายว่าเมื่อมีมวลขนาดใหญ่มากในพื้นที่ขนาดเล็ก เส้นทางในพื้นที่ว่างนั้นจะถูกทำให้บิดเบี้ยวไปจนถึงศูนย์กลางของปริมาตร เพื่อไม่ให้วัตถุหรือรังสีใดๆ สามารถออกมาได้ ขณะที่ทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายว่าหลุมดำเป็นพื้นที่ว่างที่มีความเป็นภาวะเอกฐานที่จุดศูนย์กลางและที่ขอบฟ้าเหตุการณ์บริเวณขอบ คำอธิบายนี่เปลี่ยนไปเมื่อค้นพบกลศาสตร์ควอนตัม การค้นคว้าในหัวข้อนี้แสดงให้เห็นว่านอกจากหลุมดำจะดึงวัตถุไว้ตลอดกาล แล้วยังมีการค่อย ๆ ปลดปล่อยพลังงานภายใน เรียกว่า รังสีฮอว์คิง และอาจสิ้นสุดลงในที่สุด อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีคำอธิบายเกี่ยวกับหลุมดำที่ถูกต้องตามทฤษฎีควอนตัม.

หลุมดำและหลุมดำของดาวฤกษ์ · หลุมดำและหลุมดำมวลปานกลาง · ดูเพิ่มเติม »