Para astronom telah melihat 40 miliar lubang hitam massa matahari di gugusan galaksi Abell 85. Mereka menemukan raksasa menggunakan pengamatan spektral dengan Very Large Telescope (VLT.). Hanya ada beberapa pengukuran massa langsung untuk lubang hitam, dan sekitar 700 juta tahun cahaya dari Bumi, ini adalah yang paling jauh.
Di dalam gugus Abell 85 terdapat Holm 15A, galaksi gugus paling terang (BCG.) Itu artinya galaksi paling terang di gugus Abell 85. Pusat Holm 15A adalah difus, dan sangat pingsan, meskipun galaksi itu sendiri sangat bercahaya, dan memiliki massa bintang yang terlihat berjumlah dua triliun massa matahari. Perbedaan yang jelas ini menarik perhatian para peneliti di Institut Max Planck untuk Fisika Extraterrestrial (MPE) dan University Observatory Munich (USM.)
Studi baru ini dipimpin oleh ilmuwan MPE Jens Thomas. Wilayah tengah yang tersebar di Holm 15A hampir sama besarnya dengan Awan Magellan Besar, dan Thomas dan para astronom lainnya mengira ini adalah petunjuk bahwa ada lubang hitam yang sangat masif. Tim menggunakan data dari spektrometer MUSE pada VLT dan USM Wendelstein Observatory untuk mempelajari wilayah yang sangat luas ini.
Dalam siaran persnya, Thomas mengatakan, “Hanya ada beberapa lusin pengukuran langsung lubang hitam supermasif, dan belum pernah dilakukan sebelumnya pada jarak sejauh itu. Tetapi kami sudah memiliki gambaran tentang ukuran Lubang Hitam di galaksi khusus ini, jadi kami mencobanya. ”
Data dari kedua teleskop memungkinkan tim untuk melakukan estimasi massa berdasarkan langsung pada gerakan bintang di sekitar inti galaksi. Ketika data itu masuk, lubang hitam supermasif 40 miliar massa matahari itu terungkap, menjadikannya lubang hitam paling masif di alam semesta yang diketahui.
"Ini beberapa kali lebih besar dari yang diharapkan dari pengukuran tidak langsung, seperti massa bintang atau dispersi kecepatan bintang-bintang," kata Roberto Saglia, ilmuwan senior di MPE dan dosen di LMU.
Pusat Holm 15A memiliki kecerahan permukaan yang sangat rendah dan tersebar. Jauh lebih redup daripada galaksi elips lainnya. Itu adalah petunjuk bahwa banyak bintang telah diusir dari pusat selama merger yang menciptakan raksasa ini. Mahasiswa doktoral LMU Kianusch Mehrgan membantu menganalisis beberapa data dalam penelitian ini. Dalam relase pers yang sama, Mehrgan mengatakan, “Profil cahaya di inti juga sangat datar. Ini berarti bahwa sebagian besar bintang di tengah pasti telah diusir karena interaksi dalam merger sebelumnya. "
Holm 15A adalah Galaksi Jenis Awal, atau ETG. Dalam pandangan yang diterima secara luas, inti dari jenis galaksi masif ini terbentuk karena proses yang disebut "penggalian inti." Ketika dua galaksi bergabung, lubang hitamnya juga bergabung. Semua interaksi gravitasi tersebut memiliki efek katapel pada bintang, mengeluarkannya dari inti. Tanpa gas yang tersisa di inti, tidak ada bintang baru yang dapat terbentuk, yang mengarah ke jenis inti yang habis.
Bahkan, profil cahaya untuk Holm 15A menunjukkan bahwa dua galaksi elips yang bergabung sudah memiliki inti yang habis dari merger sebelumnya. Jadi inti yang terkuras, tersebar, dan besar itu adalah petunjuk bahwa sebuah lubang hitam besar terletak di tengah.
"Generasi terbaru dari simulasi komputer galaksi merger memberi kami prediksi yang memang cocok dengan sifat yang diamati dengan cukup baik," kata Jens Thomas, yang juga menyediakan model dinamis. “Simulasi ini termasuk interaksi antara bintang-bintang dan biner lubang hitam, tetapi unsur penting adalah dua galaksi elips yang sudah memiliki inti yang menipis. Ini berarti bahwa bentuk profil cahaya dan lintasan bintang-bintang mengandung informasi arkeologis yang berharga tentang keadaan spesifik pembentukan inti di galaksi ini - serta galaksi yang sangat masif lainnya. "
Hubungan antara profil cahaya dan massa lubang hitam dapat mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang lubang hitam, dan cara baru untuk mengukur massa mereka.
Kebanyakan lubang hitam supermasif terlalu jauh untuk diukur secara langsung. Tetapi penelitian ini menunjukkan hubungan baru antara kecerahan dan massa. Setiap kali dua lubang hitam bergabung, massa bertambah, tetapi bintang-bintang dikeluarkan dan inti galaksi menjadi redup, dengan asumsi ada kekurangan gas untuk pembentukan bintang baru.
Tim berniat untuk terus mengembangkan model mereka, dan itu mungkin meluas lebih dari sekedar mengukur massa lubang hitam. Dalam makalah mereka, mereka mengatakan "Hasil kami menunjukkan bahwa bentuk yang tepat dari profil cahaya pusat serta rincian distribusi orbit bintang di pusat mengandung informasi berharga tentang sejarah penggabungan galaksi yang sangat besar."
Massa dari sebagian besar lubang hitam ditentukan dengan mengukur gerakan bintang yang dekat dengan pusat galaksi. Dalam galaksi yang sangat jauh, gerakan bintang-bintang itu tidak dapat ditentukan. Tetapi hubungan baru antara cahaya dan massa ini dapat membentuk dasar untuk mengukur massa lubang hitam yang lebih jauh. Seperti yang dikatakan penulis dalam makalah mereka, “Dalam galaksi inti, skala massa lubang hitam berbanding terbalik dengan kecerahan permukaan bintang pusat dan kepadatan massa bintang pusat - termasuk dalam Holm 15A. Kami menunjukkan korelasi ini di sini untuk pertama kalinya. "
Jika korelasi itu berlaku, mungkin hanya masalah waktu sebelum 40 miliar black hole massa matahari ini dilengserkan, dan black hole baru yang bahkan lebih masif mengambil tempatnya.
Lebih:
- Siaran Pers: Kelas berat di jantung galaksi pusat Abell 85
- Makalah Penelitian: A 40-MILIAR LUBANG HITAM LUBANG HITAM DI INTI EKSTRIM HOLM 15A, GALAXY TENGAH ABELL 85
- Video Majalah Luar Angkasa: Lubang Hitam Supermasif atau Galaksi Mereka? Yang lebih dulu datang?
