'Ini adalah waktu yang sangat beruntung': Para astronom menyaksikan lubang hitam pertama yang 'mematikan' ledakan kembali hidup
Para astronom telah melihat lubang hitam supermasif yang tenang di galaksi jauh mengeluarkan semburan gas ultrapanas, menandai pertama kalinya sebuah lubang hitam “dinyalakan” dalam masa hidup manusia.
Pengamatan juga mengisyaratkan adanya bintang tak terlihat yang mungkin berada di ambang kehancuran lubang hitamtapi sangat menolak untuk tersapu ke dalam jurang. Mempelajari bintang yang menentang malapetaka ini dapat memberikan wawasan yang telah lama dicari tentang interaksi yang sulit dipahami antara raksasa kosmik dan material di piringan gas di sekitarnya yang mempengaruhi perilaku makan mereka, kata para peneliti.
Lubang hitam supermasif ini, yang beratnya setara dengan 1,4 juta matahari dan bersembunyi di jantung galaksi 1ES 1927+654, sekitar 270 juta tahun cahaya dari Bumi, telah membuat para astronom terpikat selama beberapa tahun terakhir karena perilakunya yang aneh. Setelah masa tenang yang lama sejak a gejolak misterius pada tahun 2018ia mulai memancarkan sinar-X secara terus-menerus mulai akhir tahun 2022, memberi sinyal kepada para astronom bahwa peristiwa dahsyat lainnya yang tidak dapat dijelaskan sedang terjadi.
Memang benar, segera setelah itu, emisi radio dari galaksi, yang pada dasarnya tidak ada, “tiba-tiba meningkat dengan sangat cepat — begitu cepat hingga hampir mencurigakan,” Eileen Meyerseorang profesor fisika di Universitas Maryland, Baltimore County, yang memimpin observasi radio, mengatakan pada Senin (13 Januari) saat konferensi pers American Astronomical Society (AAS).
“Ini belum pernah terjadi sebelumnya – kita belum pernah melihat lubang hitam dan melihatnya berubah dari suara radio yang senyap menjadi sangat keras,” tambahnya. “Ini adalah waktu yang sangat beruntung.”
Gambar dari jaringan teleskop radio di seluruh AS mengungkapkan bahwa jet yang belum pernah dilihat sebelumnya telah “menyala”, meledakkan gumpalan plasma panas dari kedua sisi lubang hitam pada sekitar sepertiga waktu matahari terbenam. kecepatan cahaya. Meskipun tidak jelas apa yang memicu munculnya jet-jet baru tersebut, Meyer dan rekan-rekannya menduga gejolak pada tahun 2018 – yang mungkin disebabkan oleh lubang hitam yang melahap bintang di dekatnya – kemungkinan besar memainkan peran kunci dalam menyumbang material pembentuk jet yang diperlukan.
Jika hal tersebut benar, para peneliti berpendapat bahwa jet tersebut akan terbakar selama sekitar 1.000 tahun pada material dari bintang yang tertelan sebelum akhirnya mati. Temuan-temuan ini diuraikan dalam a kertas diterbitkan Senin (13 Januari) di The Astrophysical Journal Letters.
Cerita yang tak terhitung
Para astronom telah kebingungan mengenai perilaku lubang hitam ini sejak tahun 2018, ketika lubang hitam tersebut mulai memuntahkan sinar-X yang sangat kuat sehingga kantong gas ultra panas di atas dan di bawah piringan akresinya, yang dikenal sebagai corona lubang hitam, menjadi terang hingga 100 kali lipat hanya dalam waktu delapan jam. — sebuah tanda bahwa binatang kosmik itu secara aktif memakan material dari piringan akresi. Untuk alasan yang masih belum jelas, lonjakan radiasi tersebut menghilang secara dramatis segera setelahnya, namun mulai pulih hampir seketika, akhirnya bersinar 20 kali lebih terang dari sebelumnya.
Perubahan radiasi liar seperti itu belum pernah terjadi sebelumnya dan membuat para astronom awalnya meragukan keakuratan datanya. Namun, “ketika kami melihatnya nyata, itu sangat menarik,” ahli astrofisika Claudio Ricciasisten profesor di Universitas Diego Portales di Chili, mengatakan dalam a penyataan pada saat itu. “Tetapi kami juga tidak tahu apa yang sedang kami hadapi; tidak seorang pun yang kami ajak bicara pernah melihat hal seperti ini.”
Potongan teka-teki penting muncul pada tahun 2022, ketika kecerahan emisi sinar-X, yang selama ini berfluktuasi secara acak, mulai naik dan turun setiap 18 menit. Data dari teleskop luar angkasa NICER dan XMM-Newton menunjukkan frekuensinya terus meningkat hingga mencapai setiap tujuh menit, yang mana frekuensi tersebut telah melayang sejak tahun lalu.
Para peneliti mengatakan bahwa mengetahui alasan kestabilan yang berkelanjutan ini sangatlah penting, karena hal ini dapat menentukan apakah jet itu sendiri yang bergoyang. frekuensi.
Skenario yang lebih mungkin terjadi, yang lebih dipahami oleh para ilmuwan dalam kaitannya dengan fisika, adalah bahwa pendamping yang mengorbit, yang berada sangat dekat dengan lubang hitam, sangat menolak untuk dikonsumsi.
Teman yang tersembunyi
Lokasi dan frekuensi sinyal sinar-X menunjukkan bahwa satelit yang mengorbit harus berada dalam jarak beberapa juta mil dari cakrawala peristiwa raksasa tersebut, yang merupakan batas di mana tidak ada sesuatu pun, bahkan cahaya, yang dapat lolos. Sebuah lubang hitam kecil akan menyelam tepat ke dalam lubang hitam supermasif, dan bintang normal mana pun akan segera terkoyak oleh tarikan gravitasi raksasa tersebut.
Sebaliknya, hanya katai putih, kumpulan padat bintang mirip matahari, yang sesuai dengan kriteria tersebut Megan Mastersonkandidat PhD di MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research dan salah satu penulis an makalah yang akan datang mengeksplorasi skenario ini. Katai putih akan sulit dihancurkan karena ukurannya yang sangat kompak, dan mungkin sudah ada di piringan akresi sebelum bergerak lebih dekat ke lubang hitam, sehingga berpotensi menjelaskan peningkatan frekuensi sinyal sinar-X yang diamati oleh para peneliti.
Kini, saat melayang di tepi dalam piringan akresi lubang hitam, sisa-sisa bintang ini mungkin kadang-kadang melepaskan sebagian materinya, yang secara efektif akan “memberi Anda sedikit energi ekstra untuk membuat Anda tetap berada di luar cakrawala peristiwa lubang hitam,” kata Masterson. selama konferensi pers AAS.
Jika katai putih adalah akar dari perilaku lubang hitam yang membingungkan, sistem tersebut seharusnya memancarkan gelombang gravitasi: riak samar pada struktur ruang-waktu yang melintasi ruang angkasa dengan kecepatan cahaya. Frekuensi gelombang tersebut berada di “titik terbaik” untuk dideteksi oleh Antena Luar Angkasa Interferometer Laser yang akan datang, atau LISAdetektor gelombang gravitasi raksasa berbasis ruang angkasa yang dijadwalkan akan ditempatkan di orbit pada tahun 2035.
Perkiraan kasar mengenai berapa banyak massa yang dilepaskan oleh katai putih tersebut menunjukkan bahwa “katai putih tersebut akan mampu bertahan cukup lama,” kata Masterson. “Tapi siapa yang tahu? Salah satu hal yang saya pelajari dari sumber ini adalah kita tidak pernah tahu apa yang akan terjadi selanjutnya.”
