Konsep jet lubang hitam bukan yang baru, tetapi kami masih harus banyak belajar tentang campuran partikel yang ditemukan di sekitar mereka. Melalui penggunaan XMM-Newton Observatory ESA, para astronom telah melihat lubang hitam di galaksi kita dan menemukan beberapa hasil yang mengejutkan.
Seperti kita ketahui, lubang hitam masal bintang mengambil materi dari bintang-bintang terdekat. Materi dari bintang-bintang pendamping ini ditarik menjauh dari tubuh induk ke arah lubang hitam dan memancarkan suhu yang begitu kuat sehingga memancarkan sinar-X. Namun, black hole tidak selalu mencerna segala sesuatu yang ada di depannya. Kadang-kadang mereka menolak sebagian kecil dari massa yang masuk ini, mendorongnya dalam bentuk seperangkat jet yang kuat. Jet ini juga memberi makan lingkungan, melepaskan massa dan energi ... merampok lubang hitam bahan bakar.
Melalui studi komposisi jet, para peneliti dapat menentukan dengan lebih baik apa yang dimasukkan ke dalam lubang hitam dan apa yang tidak. Melalui pengamatan yang dilakukan pada panjang gelombang radio dari spektrum elektromagnetik, kita telah melihat elektron yang saling berhadapan di hampir pada kecepatan cahaya. Namun, belum jelas ditentukan apakah muatan negatif elektron dilengkapi dengan anti-partikelnya, positron, atau lebih tepatnya oleh partikel bermuatan positif yang lebih besar di dalam jet, seperti proton atau inti atom. " Dengan kekuatan XMM-Newton di belakang mereka, para astronom memiliki kesempatan untuk memeriksa sistem biner lubang hitam yang disebut 4U1630-47 - seorang kandidat yang diketahui memiliki ledakan sinar-X yang tak terduga untuk segmen waktu yang berlangsung antara bulan dan tahun.
"Dalam pengamatan kami, kami menemukan tanda-tanda nukleus terionisasi tinggi dari dua unsur berat, besi dan nikel," kata María Díaz Trigo dari European Southern Observatory di Munich, Jerman, penulis utama makalah yang diterbitkan dalam jurnal Nature. "Penemuan ini datang sebagai kejutan - dan yang bagus, karena menunjukkan tanpa keraguan bahwa komposisi jet lubang hitam jauh lebih kaya daripada hanya elektron."
Selama September 2012, tim astronom yang dikepalai oleh Dr. Díaz Trigo dan kolaborator, mengamati 4U1630–47 dengan XMM-Newton. Mereka juga mendukung pengamatan mereka dengan pengamatan radio hampir bersamaan yang diambil dari Australia Telescope Compact Array. Meskipun penelitian dilakukan dekat satu sama lain - hanya dalam beberapa minggu - hasilnya tidak bisa lebih berbeda.
Menurut tim Trigo, set pengamatan awal mengambil tanda tangan sinar-X dari disk akresi, tetapi tidak ada aktivitas di band radio. Ini adalah indikator bahwa jet tidak aktif pada saat itu. Namun, dalam set pengamatan kedua, ada aktivitas di kedua sinar-X dan radio ... jet telah dihidupkan kembali! Saat memeriksa data sinar-X dari set kedua, mereka juga menemukan inti besi bergerak. Partikel-partikel ini bergerak baik menuju dan menjauh dari XMM-Newton - bukti ion adalah bagian dari jet kembar yang diarahkan ke arah yang berlawanan. Namun, itu belum semuanya. Ada juga bukti inti nikel yang mengarah ke observatorium.
"Dari 'sidik jari' besi dan nikel ini, kami dapat menunjukkan bahwa kecepatan jet sangat tinggi, sekitar dua pertiga dari kecepatan cahaya," kata rekan penulis James Miller-Jones dari simpul Curtin University di Amerika. Pusat Internasional untuk Penelitian Astronomi Radio di Perth, Australia.
"Selain itu, keberadaan inti atom berat dalam jet lubang hitam berarti bahwa massa dan energi dibawa dari lubang hitam dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada yang kita duga sebelumnya, yang mungkin berdampak pada mekanisme dan kecepatan lubang hitam tersebut. menambah masalah, ”tambah rekan penulis Simone Migliari dari University of Barcelona, Spanyol.
Mengejutkan temuan baru? Yah begitulah. Untuk lubang hitam bermassa-bintang yang khas, ini adalah pertama kalinya inti berat terdeteksi di dalam jet. Sampai saat ini, hanya ada "satu biner X-ray lain yang menunjukkan tanda tangan serupa dari inti atom dalam jetnya - sumber yang dikenal sebagai SS 433. Namun, sistem lubang hitam ini ditandai oleh tingkat akresi yang sangat tinggi, yang membuatnya sulit untuk membandingkan propertinya dengan yang ada di black hole biasa. ” Melalui pengamatan baru 4U1630-47 ini, para astronom akan dapat mengisi celah informasi tentang apa yang menyebabkan jet terjadi di cakram akresi lubang hitam dan apa yang mendorongnya.
"Sementara kita sekarang tahu banyak tentang lubang hitam dan apa yang terjadi di sekitar mereka, pembentukan jet masih merupakan teka-teki besar, jadi pengamatan ini adalah langkah besar ke depan dalam memahami fenomena yang menakjubkan ini," kata Norbert Schartel, ESMM's XMM-Newton Ilmuwan Proyek.
Sumber Cerita Asli: Siaran Pers ESA.
