นักดาราศาสตร์กล่าวว่าหลุมดำที่มีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์นับล้านดวงจะหยุดการกำเนิดของดาวดวงใหม่ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ใช้การเรียนรู้ด้วยเครื่องและการจำลองอันล้ำสมัย 3 แบบเพื่อสำรองผลลัพธ์จากการสำรวจท้องฟ้าขนาดใหญ่
22 มีนาคม 2565 มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
การก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแลคซีเป็นจุดศูนย์กลางของการวิจัยทางดาราศาสตร์มาช้านาน ทศวรรษของการสังเกตการณ์ที่ประสบความสำเร็จและการสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีส่งผลให้เราเข้าใจดีว่าก๊าซยุบตัวอย่างไรเพื่อก่อตัวดาวดวงใหม่ทั้งในและนอกทางช้างเผือกของเราเอง อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณโปรแกรมสำรวจท้องฟ้าทั้งหมด เช่น Sloan Digital Sky Survey (SDSS) นักดาราศาสตร์จึงตระหนักว่าไม่ใช่กาแลคซีทุกแห่งในเอกภพในท้องถิ่นที่ก่อตัวดาวอย่างแข็งขัน มีวัตถุที่ “นิ่ง” อยู่มากมายซึ่งก่อตัวดาวฤกษ์อย่างมีนัยสำคัญ อัตราที่ต่ำกว่า
คำถามเกี่ยวกับสิ่งที่หยุดการก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแลคซียังคงเป็นปัญหาใหญ่ที่สุดที่เราไม่เข้าใจในความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของดาราจักร ซึ่งถูกถกเถียงกันมาตลอด 20 ปีที่ผ่านมา Joanna Piotrowska และทีมงานของเธอที่สถาบัน Kavli Institute for Cosmology ได้ทำการทดลองเพื่อค้นหาว่าอะไรที่อาจจะต้องรับผิดชอบ
การใช้แบบจำลองจักรวาลวิทยาอันล้ำสมัยสามแบบ ได้แก่ EAGLE, Illustris และ IllustrisTNG นักดาราศาสตร์ได้ตรวจสอบสิ่งที่เราคาดว่าจะเห็นในจักรวาลจริงตามที่ SDSS สังเกตได้ เมื่อกระบวนการทางกายภาพต่างๆ หยุดการก่อตัวดาวในดาราจักรมวลสูง
นักดาราศาสตร์ใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ด้วยเครื่องเพื่อจำแนกกาแลคซีให้กลายเป็นดาวฤกษ์และหยุดนิ่ง โดยถามว่าพารามิเตอร์ใดในสามปัจจัย: มวลของหลุมดำมวลมหาศาลที่พบในใจกลางกาแลคซี ของดวงอาทิตย์ของเรา) มวลรวมของดาวในดาราจักร หรือมวลของรัศมีสสารมืดรอบดาราจักร คาดเดาได้ดีที่สุดว่ากาแล็กซีจะออกมาเป็นอย่างไร
พารามิเตอร์เหล่านี้ช่วยให้ทีมสามารถค้นหาว่ากระบวนการทางกายภาพใด: การฉีดพลังงานจากหลุมดำมวลมหาศาล การระเบิดของซุปเปอร์โนวา หรือการให้ความร้อนจากแก๊สในรัศมีมวลมหาศาล มีหน้าที่ในการบังคับให้ดาราจักรเข้าสู่สภาวะกึ่งเกษียณ
การจำลองใหม่ทำนายมวลหลุมดำมวลมหาศาลเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการเบรกในการก่อตัวดาวฤกษ์ สิ่งสำคัญที่สุดคือผลการจำลองตรงกับการสังเกตของจักรวาลในท้องถิ่นซึ่งเป็นการเพิ่มน้ำหนักให้กับการค้นพบของนักวิจัย มีการ รายงาน ผล ในประกาศรายเดือน ของRoyal Astronomical Society
Piotrowska กล่าวว่า “น่าตื่นเต้นจริงๆ ที่การจำลองสถานการณ์ทำนายสิ่งที่เราเห็นในจักรวาลที่แท้จริง” “หลุมดำมวลมหาศาล – วัตถุที่มีมวลเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์นับล้านหรือหลายพันล้านดวง – มีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพแวดล้อมของพวกมันจริงๆ วัตถุสัตว์ประหลาดเหล่านี้บังคับให้กาแลคซีที่เป็นโฮสต์ของพวกเขากลายเป็นกึ่งเกษียณจากการก่อตัวดาว”
อ้างอิง:
Joanna M Piotrowska et al. ‘ ในการดับการก่อตัวของดาวในดาราจักรกลางที่สังเกตและจำลอง: หลักฐานสำหรับบทบาทของการป้อนกลับ AGN แบบบูรณาการ ‘ ประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society (2022) ดอย: 10.1093/mnras/stab3673
ดัดแปลงจาก เรื่อง ที่ ตีพิมพ์โดย Royal Astronomical Society
