ดาวฤกษ์ในเมฆแมเจลแลนใหญ่มีความสว่างเพิ่มขึ้นชั่วคราวเมื่อวันที่ 18 ธันวาคม 2562 ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่นักดาราศาสตร์ตรวจพบ ปรากฏการณ์นี้โดดเด่นด้วยความส่องสว่างที่เพิ่มขึ้นและลดลงอย่างราบรื่นและสมมาตรซึ่งกินเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง แสดงให้เห็นการเคลื่อนตัวของวัตถุขนาดใหญ่ที่อยู่ข้างหน้ามัน การสังเกตการณ์ซึ่งตีพิมพ์โดยมาร์ก ทอมป์สันในจักรวาลทูเดย์ ชี้ไปที่เหตุการณ์ไมโครเลนส์โน้มถ่วง
วัตถุที่รับผิดชอบนี้มีชื่อว่า Phoebe และได้กลายเป็นหนึ่งในปริศนาที่น่าสนใจที่สุดในดาราศาสตร์สมัยใหม่ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ทำนายไมโครเลนส์โน้มถ่วง โดยที่แรงโน้มถ่วงของวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดและใหญ่โตทำหน้าที่เหมือนเลนส์ โดยจะขยายแสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปในช่วงสั้นๆ รูปแบบความสว่างที่สังเกตได้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว โดยแยกความแตกต่างจากการแปรผันของดาวฤกษ์ เปลวสุริยะ หรือดาวเคราะห์น้อย
นักดาราศาสตร์ระบุเหตุการณ์ไมโครเลนส์โน้มถ่วง
ทีมงานที่มหาวิทยาลัย Swinburne ในเมลเบิร์นระบุ Phoebe ในข้อมูลจากการสำรวจเมฆแมเจลแลนใหญ่ที่มีจังหวะสูง การวิเคราะห์ยืนยันการเกิดขึ้นของเหตุการณ์ไมโครเลนส์โน้มถ่วงที่แท้จริง เนื่องจากรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์ของการเรืองแสง คำถามหลักตอนนี้อยู่ที่การระบุธรรมชาติของ Phoebe อย่างถูกต้อง
นักดาราศาสตร์พิจารณาความเป็นไปได้หลักสามประการสำหรับองค์ประกอบของวัตถุลึกลับนี้ สมมติฐานแต่ละข้อเหล่านี้มีความหมายสำคัญต่อการทำความเข้าใจการก่อตัวของดาวเคราะห์และเอกภพในยุคแรกเริ่ม การสำรวจทางเลือกเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการไขปริศนาที่ล้อมรอบฟีบีนับตั้งแต่เธอค้นพบ
สมมติฐานสามประการเกี่ยวกับต้นกำเนิดของฟีบี
ทีมนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยสวินเบิร์นได้เสนอสถานการณ์จำลองตัวตนของฟีบีขึ้นมาสามสถานการณ์ โดยแต่ละสถานการณ์มีผลกระทบต่อฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่แตกต่างกันออกไป ความเป็นไปได้เหล่านี้ได้แก่:
- ดาวเคราะห์ดริฟท์:โลกที่หลุดออกจากระบบสุริยะดั้งเดิมซึ่งปัจจุบันโคจรอยู่ตามลำพังในทางช้างเผือก โดยไม่มีวงโคจรรอบดาวฤกษ์ที่แน่นอน
- ดาวเคราะห์นอกกาแล็กซี:คล้ายกับดาวเคราะห์ที่กำลังลอยอยู่ แต่เป็นของเมฆแมเจลแลนใหญ่นั่นเอง ซึ่งจะทำให้มันเป็นดาวเคราะห์นอกกาแลคซีดวงแรกที่ตรวจพบโดยไมโครเลนส์โน้มถ่วง
- หลุมดำดึกดำบรรพ์:สิ่งแปลกปลอมที่แปลกกว่านั้นคือหลุมดำขนาดจิ๋วที่ไม่ได้เกิดจากการยุบตัวของดาวฤกษ์ แต่เกิดจากการผันผวนของความหนาแน่นในช่วงเสี้ยววินาทีแรกหลังบิกแบง
มวลฟีบีและระยะเวลาเรืองแสงเป็นเบาะแสที่สำคัญ
ระยะเวลาของเหตุการณ์ไมโครเลนส์โน้มถ่วงประมาณ 60 นาทีเป็นข้อมูลสำคัญในการกำหนดมวลของวัตถุ หลักฟิสิกส์ของไมโครเลนส์โน้มถ่วงบ่งชี้ว่า ยิ่งวัตถุมีน้ำหนักเบาเท่าใด วัตถุก็จะข้ามแนวการมองเห็นได้เร็วยิ่งขึ้น และระยะเวลาในการเพิ่มความสว่างก็จะสั้นลงเท่านั้น ด้วยข้อมูลนี้ ทีมงานคำนวณได้ว่ามวลของฟีบีมีค่าประมาณสามเท่าของมวลดวงจันทร์ของโลก
มวลนี้น้อยกว่ามวลของดาวเคราะห์ใดๆ ที่เรารู้จักเป็นอย่างมาก และยังต่ำกว่าขีดจำกัดขั้นต่ำสำหรับหลุมดำดาวฤกษ์ซึ่งมีมวลอย่างน้อยห้าเท่าของดวงอาทิตย์มาก มีเพียงหลุมดำดึกดำบรรพ์ที่เกิดขึ้นระหว่างบิ๊กแบงเท่านั้นที่จะมีมวลลดลงได้ การคำนวณนี้กำจัดความเป็นไปได้สองประการแรกสำหรับหลุมดำที่เหลือดาวทุกประเภท
รัศมีสสารมืดเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับฟีบี
การวิเคราะห์ความน่าจะเป็นในการกำเนิดของฟีบีมุ่งเน้นไปที่ประชากรที่เป็นไปได้สามกลุ่ม ได้แก่ ดาวฤกษ์ในทางช้างเผือก ดาวฤกษ์ในเมฆแมกเจลแลนใหญ่ และรัศมีของสสารมืดที่ปรากฏระหว่างและรอบกาแลคซีเหล่านี้ รัศมีของสสารมืดโดดเด่น ทำให้มีโอกาสมากกว่าที่จะมีฟีบีถึง 100,000 เท่า ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่าวัตถุนี้มีขนาดห้าลำดับซึ่งมีแนวโน้มที่จะเป็นส่วนประกอบของสสารมืดมากกว่าสิ่งใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับสสารดาวฤกษ์ปกติ
หากการตีความนี้ได้รับการยืนยัน ฟีบีก็จะเป็นตัวแทนของวัตถุที่เก่าแก่ที่สุดชิ้นหนึ่งที่เคยระบุมา การก่อตัวของมันจะเกิดขึ้นก่อนดาวฤกษ์ดวงแรกและแม้แต่อะตอมดวงแรก ในช่วงที่เกิดความสับสนวุ่นวายในจักรวาลดึกดำบรรพ์ วัตถุนี้คงจะล่องลอยไปในจักรวาลอย่างเงียบ ๆ เป็นเวลาประมาณ 13 พันล้านปี โดยประกาศการมีอยู่ของมันเพียงช่วงสั้นๆ ด้วยการหันเหแสงของดาวฤกษ์อันไกลโพ้นในปี พ.ศ. 2562 การค้นพบของฟีบีเปิดมุมมองใหม่ในการศึกษาสสารมืดและเอกภพในยุคแรกเริ่ม