Sebuah lubang hitam yang relatif kecil menghasilkan jet yang sangat kuat sambil menciptakan gelembung besar gas panas. Tetapi fitur yang paling tidak biasa dari lubang hitam yang luar biasa ini bukanlah keluaran energinya, melainkan bagaimana itu memancarkan energi.
"Keluaran energi sangat mengesankan, tetapi sebanding dengan luminositas sinar-X dari apa yang disebut sumber sinar-X Ultraluminous," kata Manfred Pakull, penulis utama makalah baru yang diterbitkan hari ini di Nature. "Gagasan bahwa pembangkit tenaga listrik ada yang menghasilkan sebagian besar energi mereka dalam bentuk jet (energi kinetik) dan bukan sebagai radiasi (foton) agak baru."
Lubang hitam diketahui melepaskan jumlah energi yang luar biasa ketika mereka menelan materi, dan seperti yang dikatakan Pakull kepada Space Magazine, sebelumnya diperkirakan bahwa sebagian besar energi itu muncul dalam bentuk radiasi, terutama sinar-X. Tetapi lubang hitam penghembus gas baru ini, yang disebut S26, menunjukkan bahwa beberapa lubang hitam dapat melepaskan setidaknya sebanyak energi, dan mungkin lebih banyak lagi, dalam bentuk semburan partikel partikel yang bergerak cepat.
"Lubang hitam ini hanya beberapa massa matahari, tetapi merupakan versi miniatur nyata dari quasar dan galaksi radio yang paling kuat," kata Pakull, "yang berisi lubang hitam dengan massa beberapa juta kali Matahari."
Objek ini adalah microquasar, yang dibentuk oleh dua objek - baik kerdil putih, bintang neutron atau lubang hitam, bersama dengan bintang pendamping. Sinar-X dihasilkan oleh materi yang jatuh dari satu komponen ke komponen lainnya, dan dapat menghasilkan semburan partikel berkecepatan tinggi. Jet cepat menabrak gas antarbintang di sekitarnya, memanaskannya dan memicu gelembung yang membesar yang terbuat dari gas panas dan partikel ultra-cepat bertabrakan pada suhu yang berbeda.
Dari selusin mikroquasar yang telah ditemukan di Galaksi Bima Sakti, sebagian besar gelembungnya cukup kecil, - kurang dari 10 tahun cahaya. Tapi yang ini lebarnya 1.000 tahun cahaya. Ditambah lagi, microquasar ini puluhan kali lebih kuat dari yang terlihat sebelumnya.
Menggunakan ESO's Very Large Telescope dan NASA's Chandra X-ray telescope Pakull dan timnya mampu mengamati area di mana jet menabrak gas antarbintang di sekitar lubang hitam, dan melihat bahwa gelembung gas panas menggembung dengan kecepatan hampir satu juta kilometer per jam.
Jet sama-sama mengesankan, panjang sekitar 300 parsec, dan meskipun jet yang kuat telah terlihat dari lubang hitam supermasif, mereka dianggap kurang sering dalam varietas microquasar yang lebih kecil. Penemuan baru ini mungkin membuat para astronom mengamati lebih dekat microquasars lainnya.
"Panjang jet di NGC 7793 luar biasa, dibandingkan dengan ukuran lubang hitam dari mana mereka diluncurkan," kata rekan penulis Robert Soria. "Jika lubang hitam menyusut seukuran bola sepak, setiap jet akan memanjang dari Bumi ke luar orbit Pluto."
S26 terletak 12 juta tahun cahaya jauhnya, di pinggiran galaksi spiral NGC 7793. Dari ukuran dan kecepatan ekspansi gelembung para astronom telah menemukan bahwa aktivitas jet pasti telah berlangsung selama setidaknya 200.000 tahun.
Dengan semua kecepatan, ukuran, dan aktivitas yang luar biasa ini, apa yang diproyeksikan Pakull dan timnya sebagai masa depan microquasar ini?
"Ya, kecepatan ekspansi (275 km / s) cukup mengesankan, tetapi akan berkurang seiring waktu," kata Pakull kepada Space Magazine. "Jika itu jauh lebih rendah, katakanlah, 70 km / s gas yang disetrum tidak akan memancarkan begitu banyak cahaya optik (misalnya seri Hidrogen Balmer) dan kami tidak akan mendeteksi gelembung itu. Masa depan S26 tergantung pada evolusi microquasar pusat yang memancarkan jet. Saya berharap itu bisa aktif selama 100.000 hingga beberapa juta tahun lagi. "
Pakull mengatakan menarik untuk membayangkan apa yang akan terjadi jika microqusar tiba-tiba berhenti memancarkan jet. "Maka gelembung itu tidak akan tiba-tiba menghilang, tetapi bersinar seperti sebelumnya selama beberapa ribu tahun," katanya. "Itu akan menyerupai sisa supernova, meskipun dengan kandungan energi 100 kali lebih tinggi."
Pakull menambahkan bahwa temuan baru ini akan membantu para astronom memahami kesamaan antara lubang hitam kecil yang terbentuk dari bintang yang meledak dan lubang hitam supermasif di pusat-pusat galaksi, dan ia berharap karya ini akan merangsang lebih banyak pekerjaan teoretis tentang bagaimana lubang hitam menghasilkan energi.
Sumber: ESO, pertukaran email dengan Manfred Pakull.
