ข้อมูลคลื่นความโน้มถ่วงชี้เบาะแสหลุมดำบางส่วนอาจเกิดจากซูเปอร์โนวาที่ระเบิดไม่สำเร็จ

ปกติดาวมวลมากตอนตายจะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาก่อนเหลือแกนกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ แต่ทฤษฎีบอกว่าบางดวงอาจตายแบบเงียบๆ ยุบตัวตรงเป็นหลุมดำโดยไม่ระเบิดเลย เรียกว่า failed supernova

ทีมวิจัยนำโดย Caltech ใช้ข้อมูลจากเครือข่ายหอสังเกตคลื่นความโน้มถ่วง LIGO-Virgo-KAGRA ตรวจสอบหลุมดำที่ชนกัน 257 คู่ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา แล้วพบว่าหลุมดำสามในสี่ของตัวอย่างทั้งหมดมีมวลพุ่งสูงอยู่ที่ประมาณ 10 เท่าดวงอาทิตย์

ที่น่าสนใจคือครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่ทีมพบว่าหลุมดำในช่วงมวล 12-16 เท่าดวงอาทิตย์นั้นหายากผิดปกติ เหมือนมีช่องว่างอยู่กลางๆ กราฟการกระจายตัวของมวล Isaac Legred ผู้เขียนหลักของงานวิจัยนี้บอกว่าช่องว่างที่เห็นอาจบ่งชี้ว่ามีกลไกฟิสิกส์เฉพาะที่ทำให้เกิดหลุมดำ 10 เท่าดวงอาทิตย์ขึ้นมาจำนวนมาก

นอกจากมวลแล้ว ทีมยังดูอัตราการหมุนของหลุมดำกลุ่มนี้ด้วย พบว่าหลุมดำ 10 เท่าดวงอาทิตย์มีช่วงอัตราการหมุนที่แคบกว่ากลุ่มหลุมดำทั้งหมด ซึ่งสนับสนุนว่าหลุมดำกลุ่มนี้น่าจะมีต้นกำเนิดร่วมกัน

เราเห็นหลุมดำ 10 เท่าดวงอาทิตย์ชนกันตลอดเวลา แต่ทำไมหลุมดำ 14 เท่าดวงอาทิตย์ถึงหายากนัก ช่องว่างที่เราเห็นในการกระจายตัวของมวลบอกว่าอาจมีสูตรฟิสิกส์พิเศษบางอย่างที่ทำให้เกิดหลุมดำ 10 เท่าดวงอาทิตย์จำนวนมากขนาดนี้

งานวิจัยนี้ยังไม่ใช่หลักฐานตรงที่ยืนยันว่ามี failed supernova เกิดขึ้นจริง แต่สิ่งที่พบคือข้อมูลคลื่นความโน้มถ่วงที่มีอยู่สอดคล้องกับสิ่งที่นักทฤษฎีคาดการณ์ไว้สำหรับกลุ่มหลุมดำแบบนี้ งานวิจัยนำโดย Katerina Chatziioannou ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ของ Caltech และตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review D