Sebuah model baru menunjukkan bahwa penggabungan lubang hitam supermasif akan bersinar dalam sinar ultraviolet dan sinar-X yang menakutkan saat mereka menabrak kecelakaan yang tak terhindarkan.
Lubang hitam supermasif adalah jutaan atau milyaran kali massa matahari dan berada di hampir setiap galaksi yang setidaknya ukuran Bima Sakti kita, menurut pernyataan NASA. Para ilmuwan tahu bahwa galaksi umumnya bergabung; ini akan terjadi dengan Bima Sakti dan Andromeda, misalnya, dalam waktu sekitar 4 miliar tahun.
"Kita tahu galaksi dengan lubang hitam supermasif pusat bergabung sepanjang waktu di alam semesta, namun kita hanya melihat sebagian kecil galaksi dengan dua [lubang hitam] di dekat pusatnya," Scott Noble, astrofisikawan di Goddard Space Flight Center NASA di Maryland , kata dalam sebuah pernyataan. [Tanpa Escape: Menyelam ke dalam Lubang Hitam (Infografis)]
Sementara para ilmuwan telah melihat merger lubang hitam sebelumnya, ini jauh lebih kecil, menurut pernyataan itu - sebanding dengan ukuran bintang, yang berarti di mana saja dari tiga hingga beberapa lusin kali massa matahari. Penggabungan lubang hitam seukuran bintang ini terdeteksi menggunakan Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) dari National Science Foundation. Para ilmuwan menemukan mereka dengan mendeteksi gelombang gravitasi, yang merupakan riak dalam ruang-waktu yang dihasilkan setelah merger besar ini.
Penggabungan lubang hitam supermasif akan lebih sulit untuk dilacak, kata pejabat NASA dalam pernyataan itu, karena mereka seringkali lebih jauh terpisah dan memancarkan sinyal gelombang gravitasi yang lebih lemah. Untuk mendeteksi sinyal kecil itu, detektor harus ditempatkan di ruang angkasa agar tidak terganggu oleh gelombang seismik di planet kita sendiri. Misi masa depan yang mungkin melakukan itu adalah Antena Interferometer Antariksa Laser Badan Antariksa Eropa (LISA), yang dijadwalkan diluncurkan pada 2030-an.
Namun, ada metode lain yang mungkin untuk menemukan merger supermasif. Ketika galaksi bergabung, mereka membawa kumpulan gas, debu, bintang, dan planet. Ketika tabrakan terjadi, banyak bahan ini akan terseret ke arah lubang hitam - yang kemudian mulai "memakan" bahan tersebut, menghasilkan radiasi yang harus dapat dilihat oleh para astronom (sebelum bahan tersebut melintasi cakrawala peristiwa lubang hitam).
Simulasi baru mengikuti apa yang terjadi selama tiga orbit lubang hitam supermasif yang berjarak sekitar 40 orbit dari penggabungan sepenuhnya. Model ini menunjukkan bahwa pada saat ini dalam merger, akan ada beberapa sinar UV dan sinar-X berenergi tinggi yang terlihat dalam teleskop.
"Tiga wilayah gas yang memancarkan cahaya bersinar ketika lubang hitam bergabung, semua terhubung oleh aliran gas panas: cincin besar yang mengelilingi seluruh sistem, yang disebut cakram sirkumbiner, dan dua yang lebih kecil di sekitar setiap lubang hitam, yang disebut disk mini," Kata pejabat NASA.
"Semua benda ini memancarkan sebagian besar sinar UV," lanjut para pejabat. "Ketika gas mengalir ke disk mini dengan kecepatan tinggi, sinar UV disk berinteraksi dengan masing-masing korona lubang hitam, [yang] merupakan wilayah partikel subatom berenergi tinggi di atas dan di bawah disk. Interaksi ini menghasilkan sinar-X. Ketika tingkat akresi lebih rendah, sinar UV meredup relatif terhadap sinar-X. "
Simulasi menunjukkan bahwa sinar-X dalam penggabungan lubang hitam supermasif akan lebih cerah dan lebih bervariasi daripada sinar-X yang diamati dalam lubang hitam supermasif soliter. (Perubahan harus dilakukan dengan seberapa cepat gas di sekitar lubang hitam lubang orbit, serta orbit lubang hitam gabungan itu sendiri.)
Simulasi dilakukan di Pusat Superkomputer Blue Waters Superkomputer Aplikasi Nasional di University of Illinois di Urbana-Champaign. Simulasi khusus ini memperkirakan suhu gas, sementara simulasi di masa depan akan memasukkan parameter seperti suhu, massa total, dan jarak untuk melihat efek pada cahaya yang dihasilkan oleh merger, menurut pernyataan tersebut.
Karya baru itu dirinci kemarin (2 Oktober) di The Astrophysical Journal.
