Memeriksa laju putaran pada lubang hitam supermasif adalah cara yang bagus bagi para astronom untuk menguji teori Einstein dalam kondisi ekstrem - dan perhatikan dengan cermat bagaimana gravitasi yang intens mengubah struktur ruang-waktu. Sekarang, bayangkan seekor monster ... yang memiliki massa sekitar 2 juta kali Matahari kita, berdiameter 2 juta mil dan berputar sangat cepat sehingga hampir memecah kecepatan cahaya.
Sebuah fantasi? Tidak juga. Ini adalah lubang hitam supermasif yang terletak di pusat galaksi spiral NGC 1365 - dan ini akan mengajarkan kita lebih banyak tentang bagaimana lubang hitam dan galaksi dewasa.
Apa yang membuat para peneliti begitu percaya diri sehingga mereka akhirnya mengambil perhitungan pasti dari kecepatan putaran yang luar biasa di galaksi yang jauh? Berkat data yang diambil oleh Nuclear Spectroscopic Telescope Array, atau NuSTAR, dan satelit X-ray X-ray Badan Antariksa Eropa, tim ilmuwan telah mengintip ke jantung NGC 1365 dengan mata x-ray - memperhatikan lokasi dari horizon peristiwa - tepi lubang yang berputar tempat ruang di sekelilingnya mulai diseret ke mulut binatang itu.
"Kita dapat melacak materi saat berputar ke dalam lubang hitam menggunakan sinar-X yang dipancarkan dari daerah yang sangat dekat dengan lubang hitam," kata rekan penulis studi baru, peneliti utama NuSTAR, Fiona Harrison dari California Institute of Technology di Pasadena. "Radiasi yang kita lihat dibengkokkan dan terdistorsi oleh gerakan partikel dan gravitasi lubang hitam yang sangat kuat."
Namun, studi tidak berhenti di situ, mereka maju ke tepi bagian dalam untuk mencakup lokasi disk akresi. Berikut adalah "Orbit Edaran Stabil Paling Dalam" - titik pepatah tidak bisa kembali. Wilayah ini secara langsung terkait dengan laju putaran lubang hitam. Karena ruang-waktu terdistorsi di area ini, beberapa di antaranya bisa menjadi lebih dekat dengan ISCO sebelum ditarik. Apa yang membuat data saat ini begitu menarik adalah untuk melihat lebih dalam ke dalam lubang hitam melalui berbagai sinar-x yang lebih luas, memungkinkan para astronom melihat di balik awan debu terselubung yang hanya membingungkan pembacaan masa lalu. Temuan baru ini menunjukkan kepada kita bukan debu yang merusak sinar-x - tetapi gravitasi yang menghancurkan.
"Ini adalah pertama kalinya ada orang yang secara akurat mengukur putaran lubang hitam supermasif," kata pemimpin penulis Guido Risaliti dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian (CFA) dan INAF - Observatorium Arcetri.
"Jika saya bisa menambahkan satu instrumen ke XMM-Newton, itu akan menjadi teleskop seperti NuSTAR," kata Norbert Schartel, XMM-Newton Project Scientist di European Space Astronomy Center di Madrid. "Sinar-X berenergi tinggi memberikan potongan puzzle yang penting untuk menyelesaikan masalah ini."
Meskipun lubang hitam sentral di NGC 1365 adalah monster sekarang, itu tidak dimulai sebagai satu. Seperti semua hal, termasuk galaksi itu sendiri, ia berevolusi seiring waktu. Lebih dari jutaan tahun ia memperoleh dalam lingkar saat mengkonsumsi bintang dan gas - bahkan mungkin bergabung dengan lubang hitam lainnya di sepanjang jalan.
"Putaran lubang hitam adalah memori, catatan, dari sejarah masa lalu galaksi secara keseluruhan," jelas Risaliti.
"Monster-monster ini, dengan massa dari jutaan hingga milyaran kali matahari, dibentuk sebagai biji kecil di alam semesta awal dan tumbuh dengan menelan bintang dan gas dalam galaksi inangnya, bergabung dengan lubang hitam raksasa lainnya ketika galaksi bertabrakan, atau keduanya , ”Kata penulis utama studi tersebut, Guido Risaliti dari Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrofisika di Cambridge, Mass., Dan Institut Nasional Italia untuk Astrofisika.
Perputaran baru pada lubang hitam ini menunjukkan kepada kita bahwa monster dapat muncul dari “akresi yang diperintahkan” - dan bukan hanya beberapa peristiwa acak. Tim akan melanjutkan studi mereka untuk melihat bagaimana faktor-faktor selain spin lubang hitam berubah dari waktu ke waktu dan terus mengamati beberapa lubang hitam supermasif lainnya dengan NuSTAR dan XMM-Newton.
“Ini sangat penting untuk bidang ilmu black hole,” kata Lou Kaluzienski, ilmuwan program NuSTAR di Markas Besar NASA di Washington, D.C. “Teleskop NASA dan ESA menangani masalah ini bersama-sama. Bersamaan dengan pengamatan sinar-X berenergi rendah yang dilakukan dengan XMM-Newton, kemampuan NuSTAR yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk mengukur sinar-X energi yang lebih tinggi memberikan potongan puzzle penting yang hilang untuk mengungkap masalah ini. "
Sumber Cerita Asli: Rilis Berita JPL / NASA.
