Sebuah lubang hitam supermasif baru-baru ini tertangkap menelan sebuah bintang, dan aliran partikel yang diludahkan lubang hitam dapat mengungkapkan prinsip rahasia yang mengatur bagaimana galaksi tumbuh.
Pesta lubang hitam pertama kali terdeteksi pada 11 November 2014, oleh sinar-X dan teleskop radio di seluruh dunia. Sinyal, yang berasal dari 300 juta tahun cahaya dari Bumi, menangkap momen terakhir brutal dari sebuah bintang, yang dikenal sebagai suar gangguan pasang surut. Ledakan energi elektromagnetik ini terjadi ketika tarikan gravitasi yang sangat besar dari lubang hitam merobek bintang yang lewat.
"Lubang hitam pertama menghancurkan bintang. Itu membuat sup dari itu," kata Dheeraj Pasham, seorang peneliti postdoctoral di Institut Kavli untuk Penelitian Astrofisika dan Antariksa di Institut Teknologi Massachusetts, dan penulis utama sebuah makalah yang diterbitkan minggu ini. dalam Jurnal Astrofisika. "Ketika ini terjadi, kita melihat kilatan radiasi tiba-tiba di langit. Sup perlahan-lahan jatuh ke dalam lubang hitam, dan itulah bagaimana lubang hitam itu memberi makan."
Tetapi ada satu hal yang membingungkan tentang sinyal: Sementara pola dalam sinyal sinar-X hampir identik dengan sinyal radio yang terkait dengan peristiwa tersebut, sinyal radio mencerminkan apa yang terjadi pada sinyal sinar-X 13 hari sebelumnya. Artinya, ketika sinyal sinar-X menjadi lebih terang, sinyal radio akan mencerminkan peningkatan kecerahan ini hampir dua minggu kemudian.
Hal itu membuat para astronom mendalilkan bahwa sumber sinyal sinar-X pastilah materi yang ditarik ke arah dan diberi energi oleh lubang hitam, sementara gelombang radio berasal dari aliran bahan berenergi tinggi yang keluar dari lubang hitam, yang disebut jet relativistik.
Sebelumnya, para ilmuwan berpikir bahwa gelombang radio berasal dari ledakan bintang ketika dihempaskan oleh gelombang pasang dari lubang hitam. Menurut hipotesis ini, ledakan memberi energi pada partikel plasma di ruang sekitarnya, dan partikel berenergi ini kemudian memancarkan gelombang radio. Namun, jika itu yang terjadi, tidak akan ada hubungan antara gelombang radio dan sinar-X yang dihasilkan oleh materi yang jatuh ke lubang hitam, kata para peneliti.
"Kami berpendapat bahwa hubungan antara radio dan radiasi sinar-X ini memberi tahu kami bahwa radio harus berasal dari jet dan bahwa jet diatur oleh pertambahan," atau pertumbuhan lubang hitam, kata Pasham kepada Live Science. "Data dengan jelas menunjukkan bahwa apa pun yang jatuh ke dalam lubang hitam mendorong jet."
Saat black hole melahap lebih banyak "sup bintang," jet yang keluar dari black hole menguat. Studi ini menandai pertama kalinya para astronom melihat korelasi sedemikian dalam satu objek, kata para peneliti.
"Ini memberi tahu kami tingkat pemberian makan lubang hitam mengendalikan kekuatan jet yang dihasilkannya," kata Pasham dalam sebuah pernyataan. "Lubang hitam yang cukup makan menghasilkan jet yang kuat, sementara lubang hitam yang kurang gizi menghasilkan jet yang lemah atau tidak ada jet sama sekali."
Pertumbuhan galaksi
Pasham mengatakan bahwa jika pengamatan di masa depan menunjukkan pola yang sama, para ilmuwan dapat mulai memahami asal-usul jet misterius. Jet-jet ini mengalir keluar dari lubang-lubang hitam dengan kecepatan hampir seperti cahaya, dan beberapa astronom percaya bahwa jet-jet itu bisa menjadi sumber sinar kosmik galaksi, aliran partikel berenergi tinggi yang meluncur melalui ruang melintasi jarak yang sangat jauh.
"Bagaimana jet diluncurkan oleh lubang hitam, itu adalah misteri besar dalam astrofisika," kata Pasham.
Selain itu, jika hubungan sederhana mengikat laju pertambahan, atau laju di mana lubang hitam melahap massa, dengan ukuran jet relativistik lubang hitam, hubungan itu dapat memengaruhi bagaimana galaksi tumbuh, kata para peneliti dalam sebuah pernyataan. Itu karena galaksi tumbuh ketika bintang baru terbentuk, tetapi pembentukan bintang membutuhkan suhu dingin. Jet black hole, sementara itu, memanaskan lingkungan sekitarnya, yang bisa membuatnya terlalu panas untuk membentuk bintang baru. Pengetahuan tentang ukuran jet lubang hitam kemudian dapat digunakan untuk memprediksi tingkat pertumbuhan galaksi, kata para peneliti.
"Jika laju di mana lubang hitam memberi makan sebanding dengan tingkat di mana ia memompa energi, dan jika itu benar-benar bekerja untuk setiap lubang hitam, itu adalah resep sederhana yang dapat Anda gunakan dalam simulasi evolusi galaksi," kata Pasham dalam pernyataan. "Jadi, ini mengisyaratkan gambaran yang lebih besar."
