Astronomi

Bagaimana cara lubang hitam bersendawa?

Bagaimana cara lubang hitam bersendawa?

Baru-baru ini di saluran penemuan saya mendengar bahwa lubang hitam menyemburkan materi saat ia menghabiskan lebih banyak daripada yang bisa diprosesnya pada satu waktu. Mengingat bahwa cahaya pun tidak dapat lepas dari lubang hitam, bagaimana materi "bersendawa" ini bisa lolos?


Materi yang ditelan lubang hitam dimulai dengan beberapa kondisi awal di luar horizon peristiwa lubang hitam, dan karena banyak proses, materi di sekitarnya kehilangan energi dan momentum sudut sehingga jatuh ke dalam lubang hitam. Fisika dari proses infall ini bisa sangat rumit - terutama jika disk akresi terbentuk - tetapi pada dasarnya, gesekan kental antara partikel yang menyusun materi infalling akan menyebabkannya kehilangan momentum, di antara proses lain yang mungkin terjadi.

Ada batas teoretis tentang seberapa banyak materi yang dapat dikumpulkan oleh lubang hitam (atau objek astrofisika apa pun): batas luminositas Eddington. Pada dasarnya, saat lubang hitam menelan materi, ia menyinari radiasi elektromagnetik karena tumbukan intens yang dialami materi yang jatuh di dekat cakrawala peristiwa. Eddington menemukan bahwa begitu luminositas radiasi yang dipancarkan ini mencapai batas tertentu, akrator (dalam hal ini lubang hitam) akan benar-benar mulai mengeluarkan materi di sekitarnya daripada terus menelannya, karena fakta bahwa begitu batas tercapai, lingkungan sekitarnya materi akan terhempas oleh radiasi. Lihat di sini dan di sini untuk penjelasan lebih dalam tentang ini.

Jadi materi di sekitarnya yang dikeluarkan (setelah batas Eddington tercapai) tidak pernah mencapai cakrawala peristiwa - ia dikeluarkan oleh radiasi sebelum membuatnya sedekat itu dengan lubang hitam.

Dan inilah gambar indah dari sendawa ganda! :)


Bersendawa adalah kata yang menyesatkan karena energi ledakan piringan hidrogen yang terkompresi menyebabkan energi bersendawa. Gaya/energi lubang hitam hanya menarik ke dalam.

Kompresi lubang hitam materi adalah sumber energi paling kuat di alam semesta yang terlihat.

Disk akresi dan quasar terjadi terutama di alam semesta awal ketika hidrogen bebas bersendawa menjadi muntahan proyektil yang bergerak hampir dengan kecepatan cahaya lebih tinggi dari lebar galaksi kita.

Ini seperti 1 supernova yang terjadi setiap menit.

Kesan artis dan bagian melintang dari "bersendawa". https://www.google.fr/search?q=quasar+accretion+disk&num=100&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiF0tnFvpneAhVnyoUKHYkQCMwQ_AUIDigB&biw=1257&bih=646


Bagaimana Lubang Hitam Bersendawa? Lubang Hitam Supermasif Bersendawa Memiliki Implikasi Besar bagi Fisika

Pekan lalu, para ilmuwan mempresentasikan gambar lubang hitam supermasif yang bersendawa&mdashdua kali. Raksasa itu telah menelan gas sebelum menyemburkan awan partikel berenergi tinggi dan menetap selama beberapa ribu tahun. Kemudian ia bangun dan melakukan semuanya lagi. Makan, tidur, ulangi.

Tetapi mengapa lubang hitam bersendawa, dan apa yang bisa dikatakan ini kepada para ilmuwan?

Partikel Berenergi Tinggi

Gaya gravitasi dan magnet yang kuat mengelilingi lubang hitam. Ini dapat menarik sejumlah besar materi, menciptakan selubung debu dan gas. Saat lubang hitam yang rakus memakan gas di dekatnya, beberapa dikeluarkan dalam bentuk sendawa yang kuat. Setiap "sendawa" benar-benar merupakan aliran partikel berenergi tinggi, yang dapat diamati oleh para astronom menggunakan gambar sinar-X.

Bersendawa ganda

Para ilmuwan telah melihat lubang hitam bersendawa seperti ini sebelumnya. Yang istimewa dari gambar baru ini adalah fakta bahwa ia mengungkapkan dua sendawa. Sekitar 100.000 tahun setelah sendawa pertama, lubang hitam, yang berada di galaksi J1354 yang berjarak 800 juta tahun cahaya, memuntahkan sedetik.

Ini menegaskan bahwa lubang hitam dapat menghidupkan dan mematikan output dayanya dalam waktu yang relatif singkat. Meskipun 100.000 tahun mungkin tampak lama, dalam istilah kosmologis itu kecil, mengingat alam semesta itu sendiri dimulai 13,8 miliar tahun yang lalu.

"Kami melihat objek ini berpesta, bersendawa, dan tidur siang, dan kemudian berpesta dan bersendawa sekali lagi, yang telah diprediksi oleh teori," kata Julie Comerford dari University of Colorado, yang memimpin penelitian tersebut, dalam sebuah pernyataan.

Informasi tersebut memiliki implikasi besar bagi fisika. Bersendawa berulang telah diprediksi, tetapi ini adalah pertama kalinya lebih dari satu telah diamati dari lubang hitam yang sama.

Dengan menganalisis area di sekitar lubang hitam, para ilmuwan juga dapat mempersempit penyebab sendawa kedua ini. Para peneliti percaya bahwa tabrakan galaksi terdekat mengirim gumpalan gas berputar-putar menuju lubang hitam. Sama seperti makanan pertamanya, lubang hitam itu makan, bersendawa dan kemudian tidur siang.

Bima Sakti Bergas

Penelitian menunjukkan lubang hitam supermasif di galaksi kita sendiri juga bisa bersendawa berulang kali. Ia telah bersendawa setidaknya sekali sebelumnya dan saat ini sedang menunggu pesta besar lainnya.

Rekan postdoctoral University of Colorado Scott Barrows mengatakan: "Lubang hitam supermasif galaksi kita sekarang tertidur setelah makan besar, sama seperti lubang hitam J1354 di masa lalu. Jadi kita juga mengharapkan lubang hitam besar kita untuk berpesta lagi, seperti yang dimiliki J1354. "


Teleskop Menargetkan Pesta dan Sendawa Lubang Hitam

Teleskop ruang angkasa terbaru NASA akan mulai mencari lubang hitam di alam semesta pada hari Rabu. Para ilmuwan berharap teleskop sinar-X NuSTAR, yang diluncurkan sekitar enam minggu lalu dan sekarang terbang sekitar 350 mil di atas Bumi, akan membantu menjelaskan misteri keanehan ruang angkasa ini.

Kontrol misi untuk teleskop adalah sebuah ruangan kecil di kampus University of California, Berkeley, di mana sekitar selusin orang dengan headset jarang melihat ke atas dari layar mereka.

Fiona Harrison, seorang profesor fisika dan astronomi di California Institute of Technology, adalah ilmuwan utama untuk misi tersebut. Jika ada satu kata yang menggambarkan dia beberapa minggu terakhir, itu adalah "menggigit kuku", katanya.

Awal kehidupan teleskop luar angkasa sangat menegangkan. Itu harus dinyalakan dari jarak jauh, termasuk membentangkan lengan sepanjang 33 kaki yang akan bertindak seperti lensa telefoto raksasa.

[Lubang hitam] adalah semacam Las Vegas dari alam semesta. Apa yang terjadi di lubang hitam tetap berada di dalam lubang hitam. Tapi di pinggiran mereka, di situlah ada aksi luar biasa.

Joshua Bloom, profesor astronomi, University of California, Berkeley

Sekarang, teleskop senilai 170 juta dolar itu hampir siap untuk memulai perburuan lubang hitam.

"Kami tidak benar-benar melihat lubang hitam," kata Harrison. "Apa yang sebenarnya Anda lihat adalah hal-hal yang menariknya."

Harrison mengatakan mereka disebut lubang hitam karena bahkan cahaya pun tidak bisa lepas dari gravitasinya. Tapi lubang hitam tidak pasif — mereka menarik banyak debu dan gas. Bahan berputar lebih cepat dan lebih cepat, seperti saluran pembuangan bak mandi, dan menjadi lebih panas.

"Bahannya sangat panas sehingga memancarkan sinar-X berenergi tinggi," katanya, seperti yang digunakan dokter. Dia mengatakan peneliti mengamati mereka sebelumnya, tapi itu seperti membaca buku tanpa kacamata Anda.

"Kami tahu ada cerita di sana, kami tahu ada teks, tapi kami belum bisa membaca suratnya," katanya.

Dengan NuSTAR, mereka akan dapat melihat sinar-X ini pada resolusi yang lebih tinggi dari sebelumnya.

"Ini sangat menarik karena kita tidak benar-benar tahu apa yang akan dikatakan teks itu. Dan sekarang kita akan dapat membacanya dengan jelas untuk pertama kalinya," katanya.

Harrison berharap teleskop akan membuka beberapa misteri di sekitar lubang hitam - seperti bagaimana mereka tumbuh.

Eliot Quataert, seorang profesor astronomi di UC Berkeley yang bukan staf misi, mengatakan lubang hitam tumbuh seperti kita – dengan makan.

"Mereka makan secara dramatis, tapi jarang," katanya.

Dan di pusat galaksi kita, ada lubang hitam super masif yang memakan cukup banyak. Tapi kami masih di sini.

"Kesalahpahaman yang ada adalah bahwa lubang hitam adalah penyedot debu yang pasti akan menyedot segala sesuatu di sekitar mereka," kata Quataert. Sebagian besar, lubang hitam melakukan diet paksa — mereka sudah memakan semua yang ada di dekatnya.

"Tapi kemudian sesekali, akan ada banyak gas yang disalurkan ke pusat galaksi, dan lubang hitam akan tumbuh dalam semburan besar," katanya.

Quataert mengatakan melihat waktu makan lubang hitam ini dengan teleskop dapat mengungkapkan lebih banyak tentang fisika ekstrem di baliknya. Itu bisa menjawab pertanyaan tentang bagaimana galaksi terbentuk. Astronom UC Berkeley Joshua Bloom berharap NuSTAR akan menemukan fenomena aneh lainnya: sendawa lubang hitam.


Bagaimana cara lubang hitam bersendawa? - Astronomi

Lubang hitam telah lama dikenal untuk "menghancurkan" materi, dengan para ilmuwan biasanya menyebutnya sebagai "makan" gas dan bintang. Reputasi ini mungkin akan berubah.

Para astronom melihat dua gelombang gas raksasa yang "bersendawa" oleh lubang hitam besar di pusat NGC 5195, sebuah galaksi kecil 26 juta tahun cahaya dari Bumi. Ini adalah salah satu lubang hitam "supermasif" terdekat dengan planet kita yang menunjukkan aktivitas seperti itu.

Tim percaya ledakan itu adalah konsekuensi dari interaksi NGC 5195 dengan galaksi terdekat yang lebih besar. Energi yang dihasilkan oleh aliran gas yang tiba-tiba menuju lubang hitam menyebabkan ledakan, yang menurut tim, mengumpulkan cukup material untuk mendorong pembentukan bintang baru.

"Rupanya, lubang hitam juga bisa bersendawa setelah makan," kata Eric Schlegel dari University of Texas, yang memimpin penelitian tersebut, kepada NASA. “Pengamatan kami penting karena perilaku ini kemungkinan akan sangat sering terjadi di alam semesta awal, mengubah evolusi galaksi. Adalah umum bagi lubang hitam besar untuk mengeluarkan gas ke luar, tetapi jarang memiliki pandangan yang dekat dan jelas tentang peristiwa ini.”

Menggunakan gambar sinar-X dari Observatorium Chandra NASA dan gambar optik dari Observatorium Nasional Kitt Peak, Schlegel dan timnya melihat dua busur gas, didahului oleh lapisan tipis gas hidrogen yang lebih dingin. Ini menunjukkan bahwa gas yang lebih panas menyambar gas hidrogen dari jantung galaksi.

Ledakan ini adalah contoh "umpan balik" antara lubang hitam supermasif dan galaksi induknya.

“Kami berpikir bahwa umpan balik menjaga galaksi agar tidak menjadi terlalu besar,” kata Marie Machacek dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CFA), rekan penulis studi tersebut. “Tetapi pada saat yang sama, itu dapat bertanggung jawab atas bagaimana beberapa bintang terbentuk. Ini menunjukkan bahwa lubang hitam dapat menciptakan, bukan hanya menghancurkan.”

Menurut tim, yang mempresentasikan penelitian pada pertemuan ke-227 American Astronomical Society, sendawa terjadi beberapa juta tahun yang lalu: Gelombang bagian dalam gas membutuhkan waktu sekitar tiga juta tahun untuk mencapai posisinya saat ini, dan bagian luar dua kali lebih banyak. .


Monster Black Hole Burp Mengejutkan Ilmuwan

PANTAI PANJANG, California – Para astronom telah menemukan apa yang tampak seperti sendawa kolosal dari lubang hitam besar di jantung galaksi yang jauh. Ledakan itu 10 kali lebih terang dari ledakan bintang terbesar, kata para ilmuwan.

Potensi penemuan sendawa lubang hitam berukuran super datang ketika para astronom mempelajari galaksi NGC 660, yang terletak 44 juta tahun cahaya di konstelasi Pisces.

"Penemuan ini sepenuhnya kebetulan. Pengamatan kami tersebar selama beberapa tahun, dan ketika kami melihatnya, kami menemukan bahwa satu galaksi telah berubah dari waktu ke waktu dari tenang dan diam menjadi mengalami ledakan yang sangat energik pada akhirnya," studi kata peneliti Robert Minchin dari Arecibo Observatory di Puerto Rico dalam sebuah pernyataan.

Untuk menentukan apakah ledakan itu berasal dari supernova &mdash ujung ledakan bintang &mdash atau inti galaksi, para peneliti menggunakan High Sensitivity Array, jaringan teleskop global yang mencakup Very Long Baseline Array, Arecibo Telescope, NSF's 100 -Teleskop Green Bank -meter, dan Teleskop Radio Effelsberg 100-meter di Jerman.

Alih-alih cincin materi yang berkembang menunjukkan peristiwa supernova, para peneliti menemukan lima lokasi dengan emisi radio terang yang berkerumun di sekitar inti galaksi.

"Penjelasan yang paling mungkin adalah bahwa ada jet yang datang dari inti, tetapi mereka berproses, atau bergoyang, dan titik panas yang kita lihat adalah di mana jet menabrak materi di dekat inti galaksi," kata Chris Salter, juga dari Observatorium Arecibo.

Pancaran itu, kata para peneliti, berarti ledakan kemungkinan berasal dari lubang hitam supermasif di jantung galaksi NGC 660. Saat lubang hitam menelan debu dan massa, ia menarik piringan materi yang berputar ke dalam jantungnya yang memuntahkan pancaran partikel. seperti yang dikonsumsi.

Lubang hitam supermasif adalah struktur kolosal di inti galaksi yang massanya antara jutaan dan miliaran kali lebih besar dari matahari. Mereka jauh lebih besar dari lubang hitam bermassa bintang, yang tercipta dari kematian bintang raksasa dan dapat berisi massa sekitar 10 matahari.


Astronom Memata-matai Lubang Hitam Ganda ‘Bersendawa’

Lubang hitam terkenal sebagai pemakan yang berantakan, meledakkan sisa-sisa bintang yang diparut sebagai semburan gas dan debu yang sangat besar. Sekarang, untuk pertama kalinya, para astronom melihat lubang hitam yang sama mengeluarkan dua sendawa.

"Lubang hitam adalah pemakan rakus, tetapi ternyata mereka juga tidak memiliki tata krama yang baik," kata astronom Julia M. Comerford saat konferensi pers di pertemuan musim dingin American Astronomical Society, Sarah Lewin melaporkan untuk Space.com. "Kami tahu banyak contoh lubang hitam dengan sendawa tunggal yang keluar, tetapi kami menemukan galaksi dengan lubang hitam supermasif yang tidak hanya memiliki satu tetapi dua sendawa."

Bukan hal yang aneh bagi para astronom untuk mengamati akibat dari lubang hitam yang menelan bintang'sementara sebagian besar materi hilang di balik cakrawala peristiwanya (apa yang disebut Lewin sebagai "titik tidak bisa kembali"), jejaknya makanan yang bersendawa di jet energi tinggi partikel yang meledak ke luar angkasa. Para astronom telah lama berteori bahwa lubang hitam supermasif' lubang hitam jutaan hingga miliaran kali massa matahari yang mengintai di pusat galaksi' melalui periode aktivitas dan ketenangan, siklus makan dan tidur siang selama rentang waktu yang sangat besar.

Sekarang, tim peneliti yang dipimpin oleh Comerford telah menyaksikan lubang hitam supermasif di pusat galaksi  sekitar𧐠 juta tahun cahaya dari Bumi , memancarkan pancaran ini dua kali, tulis para ilmuwan dalam sebuah artikel untuk Jurnal Astrofisika. Teleskop Luar Angkasa Hubble mencitrakan lubang hitam dalam cahaya tampak dan Chandra X-ray Observatory memindainya menggunakan sinar-X. Teleskop luar angkasa menangkap dua gelembung gas yang disetrum oleh pancaran partikel yang bergerak cepat.

Salah satunya adalah awan gas biru-hijau. Itu terionisasi, yang berarti elektronnya terlepas dari atomnya, Paul Rincon melaporkan untuk BBC, yang menunjukkan bahwa awan itu diledakkan oleh radiasi dari lubang hitam. Para peneliti mengukur awan yang tertinggal sekitar 30.000 tahun cahaya dari lubang hitam, dan selama perjalanannya yang panjang, "sendawa" memiliki banyak waktu untuk berkembang.

Namun, sendawa yang lebih muda adalah lingkaran kecil yang hanya berjarak 3.000 tahun cahaya dari lubang hitam, tulis Lewis. Kedua awan itu adalah hasil dari dua episode makan yang berbeda untuk lubang hitam dengan periode istirahat 100.000 tahun di antaranya. Jangka waktu yang lama di antara peristiwa-peristiwa itu cocok dengan model komputer tentang bagaimana lubang hitam memberi makan, lapor Lewis.

"Bayangkan seseorang makan malam di meja dapur mereka dan mereka makan dan bersendawa, makan dan bersendawa,” Comerford​ memberi tahu Ricon. hidangan pembuka. Sementara itu, mereka sedang makan hidangan utama dan mereka mengeluarkan sendawa baru yang mengguncang meja dapur."

Situasi yang sama bisa terjadi dengan Sagitarius A*, lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti rumah kita. "Saat ini, lubang hitam supermasif galaksi kita berada dalam fase tidur siang dari siklus pesta-bersendawa-tidur siang, tapi itu hanya menunggu makanan berikutnya datang," kata Comerford kepada Lewis. "Di masa depan, itu mungkin akan berpesta dan bersendawa sekali lagi."

Sementara pancaran energi tinggi yang muncul dari lubang hitam bisa berbahaya bagi apa pun di dekatnya, tata surya cukup berada di pinggiran Bima Sakti, jadi kita tidak akan berisiko jika Sagitarius A* terbangun untuk camilan.


Lubang Hitam Supermasif Melepaskan Sendawa Raksasa di Luar Angkasa—Dua Kali

Di luar angkasa, tidak ada yang bisa mendengar Anda bersendawa. Sayangnya untuk lubang hitam supermasif, kita masih bisa melihatnya bersendawa. Para ilmuwan telah menyaksikan lubang hitam yang jauh menyemburkan awan partikel energi tinggi&mdashdua kali.

Menyisir gambar galaksi J1354 yang berjarak 800 juta tahun cahaya, mereka menemukan dua kumpulan partikel yang meledak dari lubang hitam. Sekitar 100.000 tahun terpisah, kedua sendawa adalah bukti aktivitas lubang hitam yang telah lama diduga.

Penelitian ini dipresentasikan kemarin pada pertemuan tahunan American Astronomical Society di Washington, DC. Itu juga baru-baru ini diterbitkan di Jurnal Astrofisika.

"Kami melihat objek ini berpesta, bersendawa, dan tidur siang, dan kemudian berpesta dan bersendawa sekali lagi, yang telah diprediksi oleh teori," kata Julie Comerford dari University of Colorado, yang memimpin penelitian tersebut, dalam sebuah pernyataan.

Sementara sendawa lubang hitam telah diamati sebelumnya, ini adalah kesempatan beruntung untuk mengkonfirmasi beberapa sendawa. Penemuan ini adalah bukti bahwa lubang hitam dapat menghidupkan dan mematikan output dayanya lebih sering.

"Galaksi ini benar-benar membuat kita lengah," kata penulis studi dan mahasiswa doktoral University of Colorado Boulder Rebecca Nevin.

Comerford menambahkan: "Untungnya, kami kebetulan mengamati [J1354] pada saat kami dapat dengan jelas melihat bukti untuk kedua peristiwa tersebut."

Jadi, mengapa lubang hitam ini mendapatkan beberapa detik setelah makan malamnya? Para ilmuwan menunjukkan tabrakan antara J1354 dan galaksi tetangga. Ketika mereka hancur bersama, bongkahan materi terbang menuju J1354&mdash lurus menuju lubang hitam yang rakus.

Penemuan ini memiliki implikasi untuk galaksi kita sendiri. Lubang hitam supermasif Bima Sakti sendiri diketahui telah berpesta sebelumnya. Sama seperti J1354, raksasa serakah kita kemungkinan akan makan berlebihan, bersendawa, dan tidur lagi.


Black Hole Bersendawa Plasma Panas Saat Melahap Bintang

Para astronom telah melihat lubang hitam supermasif mengeluarkan sendawa plasma saat memakan bintang, dalam peristiwa yang "sangat langka".

Para ilmuwan telah menyaksikan lubang hitam melahap bintang-bintang yang terlalu dekat dengan tarikan gravitasi mereka sebelumnya dan mereka juga telah melihat pancaran materi panas keluar dari mulut mereka sebelumnya, tetapi ini adalah pertama kalinya kedua peristiwa itu terlihat begitu jelas.

Sebuah tim astrofisikawan internasional melaporkan temuan tersebut di Ilmu, setelah melacak bintang seukuran Matahari kita yang tersedot ke dalam mulut lubang hitam supermasif.

"Peristiwa ini sangat langka," kata penulis utama Sjoert van Velzen dari Universitas Johns Hopkins dalam sebuah pernyataan. "Ini pertama kalinya kami melihat segala sesuatu mulai dari kehancuran bintang diikuti oleh peluncuran aliran berbentuk kerucut, yang juga disebut jet, dan kami menyaksikannya terungkap selama beberapa bulan."

Bintang mirip matahari pada orbit eksentrik jatuh terlalu dekat dengan lubang hitam pusat galaksinya. (Kredit: . [+] NASA/Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard/CI Lab)

Para peneliti telah berteori bahwa ketika lubang hitam memakan sejumlah besar gas – sebuah bintang dengan kata lain – ia akan melepaskan semburan partikel elementer yang akan berhasil melarikan diri dari cakrawala peristiwa. Temuan penelitian ini menunjukkan teori itu benar.

"Upaya sebelumnya untuk menemukan bukti jet-jet ini, termasuk milik saya, terlambat," kata Van Velzen.

Ketika sebuah tim di Ohio State University melaporkan bahwa sebuah bintang sedang dilahap oleh lubang hitam khusus ini, yang massanya sekitar satu juta kali massa Matahari kita, Van Velzen menghubungi tim astrofisikawan yang dipimpin oleh Rob Fender di Universitas Oxford di Inggris untuk mulai melacak acara tersebut. Menggunakan satelit dan teleskop radio, tim mengamati lubang hitam menghancurkan bintang dan memancarkan jet melalui sinar-X, radio, dan sinyal optik.

Karena galaksi ini relatif dekat dengan kita, sekitar 300 juta tahun cahaya jauhnya, tim mampu mendapatkan gambaran yang lebih jelas dari peristiwa sebelumnya yang telah dilacak, yang semuanya berjarak setidaknya 900 juta tahun cahaya.

"Penghancuran bintang oleh lubang hitam sangat rumit, dan jauh dari pemahaman," kata van Velzen. "Dari pengamatan kami, kami mempelajari aliran puing-puing bintang dapat mengatur dan membuat jet agak cepat, yang merupakan masukan berharga untuk membangun teori lengkap dari peristiwa ini."


Bagaimana Lubang Hitam Bersendawa? Lubang Hitam Supermasif Bersendawa Memiliki Implikasi Besar bagi Fisika

Pekan lalu, para ilmuwan mempresentasikan gambar lubang hitam supermasif yang bersendawa dua kali. Raksasa itu telah menelan gas sebelum menyemburkan awan partikel energi tinggi dan kemudian menetap selama beberapa ribu tahun. Kemudian ia bangun dan melakukan semuanya lagi. Makan, tidur, ulangi.

Tapi mengapa lubang hitam bersendawa, dan apa yang bisa dikatakan para ilmuwan?

Gambar ini menunjukkan dua awan berputar dari partikel 'bersendawa'. J Comerford/ESA/NASA

Partikel berenergi tinggi

Gaya gravitasi dan magnet yang kuat mengelilingi lubang hitam. Ini dapat menarik sejumlah besar materi, menciptakan selubung debu dan gas. Saat lubang hitam yang rakus memakan gas di dekatnya, beberapa dikeluarkan dalam bentuk sendawa yang kuat. Setiap 'bersendawa' benar-benar merupakan aliran partikel berenergi tinggi, yang dapat diamati oleh para astronom menggunakan gambar sinar-X.

Bersendawa ganda

Para ilmuwan telah melihat lubang hitam bersendawa seperti ini sebelumnya. Yang istimewa dari gambar baru ini adalah fakta bahwa ia mengungkapkan dua sendawa. Sekitar 100.000 tahun setelah sendawa pertama, lubang hitam, yang berada di galaksi J1354 yang berjarak 800 juta tahun cahaya, memuntahkan sedetik.

Ini menegaskan bahwa lubang hitam dapat menghidupkan dan mematikan output dayanya dalam waktu yang relatif singkat. 100.000 tahun mungkin tampak lama, tetapi dalam istilah kosmologis itu kecil, mengingat alam semesta itu sendiri dimulai 13,8 miliar tahun yang lalu.

"Kami melihat objek ini berpesta, bersendawa, dan tidur siang, dan kemudian berpesta dan bersendawa sekali lagi, yang telah diprediksi oleh teori," kata Julie Comerford dari University of Colorado, yang memimpin penelitian tersebut, dalam sebuah pernyataan.

Informasi tersebut memiliki implikasi besar bagi fisika. Bersendawa berulang telah diprediksi, tetapi ini adalah pertama kalinya lebih dari satu telah diamati dari lubang hitam yang sama.

Dengan menganalisis area di sekitar lubang hitam, para ilmuwan juga dapat mempersempit penyebab sendawa kedua ini. Tim peneliti percaya bahwa tabrakan galaksi terdekat mengirim gumpalan gas berputar-putar menuju lubang hitam. Sama seperti makanan pertamanya, lubang hitam itu makan, bersendawa dan kemudian tidur siang.

Bima Sakti yang mengandung gas

Galaksi Bima Sakti kita, dalam foto, juga berisi lubang hitam yang bersendawa. Stuart Rankin/NASA/Flickr

Penelitian menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif di galaksi kita sendiri juga bisa bersendawa berulang kali. Ia telah bersendawa setidaknya sekali sebelumnya, dan saat ini sedang menunggu pesta besar lainnya.

Rekan pascadoktoral CU Scott Barrows mengatakan: "Lubang hitam supermasif galaksi kita sekarang tidur siang setelah makan besar, sama seperti lubang hitam J1354 di masa lalu. Jadi kami juga mengharapkan lubang hitam besar kami untuk berpesta lagi, seperti yang dilakukan J1354."

Penelitian ini dipresentasikan minggu lalu pada pertemuan tahunan American Astronomical Society di Washington, DC, dan diterbitkan di Jurnal Astrofisika.


Lubang Hitam Bersendawa Gelembung Besar

Seperti pembuat gelembung kosmik, beberapa lubang hitam memuntahkan gumpalan gas panas raksasa ke galaksi rumah mereka.

Gelembung-gelembung itu akhirnya meletus, dan isinya yang mengandung gas menjaga lubang hitam dan galaksinya dari balon hingga ukuran mega, sebuah studi baru menemukan.

Hasilnya berlaku untuk galaksi elips dan lubang hitam supermasifnya, yang beratnya bisa mencapai satu miliar matahari atau lebih. Galaksi kita, Bima Sakti, adalah galaksi spiral. Dan sementara itu menampung lubang hitam supermasif, para peneliti mengatakan proses yang sama mungkin tidak berlaku untuk itu.

Para peneliti memfokuskan pada lubang hitam supermasif di pusat galaksi elips M84, yang berjarak sekitar 55 juta tahun cahaya dari Bumi. (Satu tahun cahaya adalah jarak yang akan ditempuh cahaya dalam setahun, atau sekitar 6 triliun mil, atau 10 triliun km.) Mereka menggabungkan data yang dikumpulkan oleh Observatorium Sinar-X Chandra NASA dan hasil dari simulasi komputer lubang hitam.

Mereka melihat gelembung besar, atau rongga, plasma panas (gas terionisasi) naik dari ujung sepasang jet seperti laser lubang hitam. (Saat material jatuh ke dalam cengkeraman gravitasi lubang hitam, energi dapat dimuntahkan sebagai pancaran radiasi dan partikel berkecepatan tinggi.) Mereka memperkirakan gelembung itu berukuran sekitar 13.000 tahun cahaya dan diluncurkan dari pancaran setiap 10 juta tahun.

Gambar sinar-X menunjukkan bahwa, seperti boneka Rusia, setiap gelembung memiliki gelembung yang lebih kecil yang terselip di dalamnya dan seterusnya. Saat gelembung bagian luar pecah, menumpahkan isi perutnya yang mengandung gas, ada bagian dalam lainnya yang juga menunggu untuk meletus. Gelembung yang meletus terus-menerus itu memberikan masukan panas yang konstan ke gas antarbintang di sekitarnya.

"Kami pikir ketidakstabilan tertentu terbentuk pada antarmuka antara gelembung dan media sekitarnya dan ketidakstabilan ini merobek dan menusuk gelembung ini, dan hal-hal yang ada di dalamnya, plasma panas ini, tumpah keluar dan bercampur dengan gas di sekitarnya," kata peneliti Mateusz Ruszkowski, seorang astronom di Universitas Michigan.

Guncangan panas membendung pasokan makanan ke lubang hitam pusat dan memperlambat pembentukan bintang di dekatnya.

Seiring waktu, lubang hitam bertambah besar saat gravitasinya menarik gas di sekitarnya. Karena gas dingin lebih padat, ia tenggelam ke pusat galaksi? dan menuju lubang hitam ?lebih cepat. Jika gas di sekitar lubang hitam tetap hangat, ia akan tenggelam menuju lubang hitam dengan kecepatan yang lebih lambat.

"Dengan cara ini, Anda dapat memberi makan lubang hitam dan menambahkan lebih banyak dan lebih banyak massa ke dalamnya," kata Ruszkowski SPACE.com"Jika tidak ada mekanisme untuk mencegah pendinginan yang pada dasarnya memicu proses makan ini, maka lubang hitam akan tumbuh dengan cara yang tak terkendali."

Tapi, dia menambahkan, "tidak ada seorang pun di lapangan yang mengira ini terjadi," katanya. Hasil baru, yang dirinci dalam edisi 20 Oktober dari Jurnal Astrofisika, mengungkapkan mekanisme untuk pemanasan terus menerus dari materi antarbintang, katanya.

Mekanisme serupa menjaga pembentukan bintang tetap terkendali dan pada gilirannya massa galaksi asal.

Bintang-bintang diperkirakan membentuk awan gas dan debu padat yang runtuh karena gravitasinya. Seiring waktu, materi memanas dan akhirnya bundel ketat menjadi bintang penuh yang ditenagai oleh fusi termonuklir hidrogen dan elemen ringan lainnya di intinya.

Semakin dingin materialnya, semakin besar kemungkinan gumpalan gas dan debu akan menyerah pada gaya gravitasi dan runtuh menjadi bintang bercahaya.


Tonton videonya: Az Univerzum rejtélyei-Fekete lyukak (Januari 2022).