Para ilmuwan telah menyatukan perjalanan seikat materi yang hancur saat mengorbit lubang hitam empat kali, sebuah pengamatan pertama. Teknik mereka menyediakan metode baru untuk mengukur massa lubang hitam; dan ini memungkinkan pengujian teori gravitasi Einstein pada tingkat yang sedikit pemikiran mungkin.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Dr. Kazushi Iwasawa di Institute of Astronomy (IoA) di Cambridge, Inggris, mengikuti jejak gas panas selama satu hari ketika mengaduk-aduk lubang hitam supermasif yang kira-kira pada jarak yang sama dengan Bumi yang mengorbit Bumi. Matahari. Namun, dipercepat oleh gravitasi ekstrem dari lubang hitam, orbitnya memakan waktu sekitar seperempat hari, bukan satu tahun.
Para ilmuwan dapat menghitung massa lubang hitam dengan memasukkan pengukuran energi cahaya, jaraknya dari lubang hitam, dan waktu yang dibutuhkan untuk mengorbit lubang hitam - perkawinan relativitas umum Einstein dan masa lalu yang baik - fisika Kepler kuno.
Iwasawa dan koleganya di IoA, Dr. Giovanni Miniutti, mempresentasikan hasil ini hari ini saat konferensi pers berbasis web di New Orleans pada pertemuan Divisi Astrofisika Energi Tinggi dari American Astronomical Society. Andrew Fabian dari IoA bergabung dengan mereka dalam sebuah artikel yang muncul dalam terbitan Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Data berasal dari observatorium XMM-Newton Badan Antariksa Eropa.
Tim mempelajari galaksi bernama NGC 3516, sekitar 100 juta tahun cahaya di konstelasi Ursa Major, rumah bagi Biduk (atau, Bajak). Galaksi ini diduga memiliki lubang hitam supermasif di intinya. Gas di wilayah tengah ini memancarkan radiasi sinar-X karena dipanaskan hingga jutaan derajat di bawah gaya gravitasi lubang hitam.
XMM-Newton menangkap fitur spektral dari cahaya di sekitar lubang hitam, ditampilkan pada spektograf dengan paku yang menunjukkan tingkat energi tertentu, serupa tampilannya dengan garis bergerigi kardiograf. Selama pengamatan sepanjang hari, XMM menangkap suar dari gas bersemangat yang mengorbit lubang hitam saat dikocok sekitar empat kali. Ini adalah sedikit informasi penting yang diperlukan untuk mengukur massa lubang hitam.
Para ilmuwan sudah mengetahui jarak gas dari lubang hitam dari fitur spektralnya. (Tingkat pergeseran merah gravitasi, atau pengurasan energi yang diungkapkan oleh garis spektral, terkait dengan seberapa dekat suatu objek dengan lubang hitam.) Dengan waktu dan jarak orbital, para ilmuwan dapat menentukan pengukuran massa - antara 10 juta dan 50 juta massa matahari, sesuai dengan nilai yang diperoleh dengan teknik lain.
Sementara kalkulasinya mudah, analisis untuk memahami periode orbital flare sinar-X adalah baru dan rumit. Pada dasarnya, para ilmuwan mendeteksi siklus yang diulang empat kali: modulasi dalam intensitas cahaya disertai dengan osilasi dalam energi cahaya. Energi dan siklus yang diamati sesuai dengan profil cahaya redshifted (gravitasi mencuri energi) cahaya dan Doppler bergeser (keuntungan dan kerugian energi saat materi yang mengorbit bergerak menuju dan menjauh dari kita).
Teknik analisis ini menyiratkan, secara mengejutkan oleh tim sains ini, bahwa generasi observatorium sinar-X saat ini dapat memperoleh keuntungan yang signifikan dalam mengukur massa lubang hitam, meskipun dengan pengamatan panjang dan sistem lubang hitam dengan flare yang tahan lama. Membangun berdasarkan informasi ini, misi yang diusulkan seperti Constellation-X atau XEUS dapat membuat terobosan yang lebih dalam untuk menguji matematika Einstein di laboratorium gravitasi ekstrim.
Sumber Asli: Siaran Pers Institut Astronomi
