Kredit gambar: JHU
Selama lebih dari 30 tahun, para astrofisikawan percaya bahwa lubang hitam dapat menelan materi di dekatnya dan melepaskan sejumlah besar energi sebagai hasilnya. Namun, hingga baru-baru ini, mekanisme yang membawa materi mendekati lubang hitam masih kurang dipahami, membuat peneliti bingung tentang banyak detail dari proses tersebut.
Namun, sekarang, simulasi komputer tentang lubang hitam yang dikembangkan oleh para peneliti, termasuk dua di The Johns Hopkins University, menjawab beberapa pertanyaan itu dan menantang banyak anggapan umum tentang sifat fenomena misterius ini.
“Baru-baru ini ada anggota tim peneliti? John Hawley dan Jean-Pierre De Villiers, keduanya dari Universitas Virginia? menciptakan program komputer yang cukup kuat untuk melacak semua elemen pertambahan ke lubang hitam, dari turbulensi dan medan magnet hingga gravitasi relativistik, ”kata Julian Krolik, profesor di Departemen Fisika dan Astronomi Henry A. Rowland di Johns Hopkins, dan co. -pemimpin tim peneliti. "Program-program ini membuka jendela baru pada kisah rumit tentang bagaimana materi jatuh ke lubang hitam, mengungkapkan untuk pertama kalinya bagaimana medan magnet yang kusut dan gravitasi Einstein bergabung untuk memeras ledakan energi terakhir dari materi yang ditakdirkan menjadi penjara tak terbatas dalam warna hitam. lubang."
Dekat dengan tepi luar lubang hitam, tempat deskripsi gravitasi Newton terurai, orbit biasa tidak lagi memungkinkan. Pada titik itu? atau begitulah yang dibayangkan selama tiga dekade terakhir? materi terjun dengan cepat, lancar dan diam-diam ke dalam lubang hitam. Pada akhirnya, menurut gambar yang ada, black hole? kecuali untuk menggunakan tarikan gravitasinya? adalah penerima pasif sumbangan massal.
Perhitungan realistis pertama tim tentang materi yang jatuh ke lubang hitam telah sangat bertentangan dengan banyak harapan ini. Mereka menunjukkan, misalnya, bahwa kehidupan di sekitar lubang hitam sama sekali tidak tenang. Sebagai gantinya, efek relativistik yang memaksa materi untuk terjun ke dalam memperbesar gerakan acak di dalam fluida untuk menciptakan gangguan kekerasan dalam kepadatan, kecepatan dan kekuatan medan magnet, mendorong gelombang materi dan medan magnet ke sana kemari. Kekerasan ini dapat memiliki konsekuensi yang dapat diamati, menurut ketua tim peneliti Hawley.
“Sama seperti cairan apa pun yang telah diaduk menjadi turbulensi, materi yang langsung berada di luar tepi lubang hitam dipanaskan. Panas ekstra ini membuat cahaya tambahan yang bisa dilihat para astronom di Bumi, ”kata Hawley. “Salah satu keunggulan lubang hitam adalah output cahayanya bervariasi.
Meskipun ini telah dikenal selama lebih dari 30 tahun, tidak mungkin untuk mempelajari asal-usul variasi ini sampai sekarang. Variasi kekerasan dalam pemanasan? sekarang dilihat sebagai produk sampingan alami dari gaya magnet di dekat lubang hitam? menawarkan penjelasan alami untuk kecerahan lubang hitam yang selalu berubah. "
Salah satu sifat paling mencolok dari black hole adalah kemampuannya untuk mengeluarkan jet dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Meskipun telah lama diperkirakan bahwa medan magnet sangat penting untuk proses ini, simulasi terbaru menunjukkan untuk pertama kalinya bagaimana sebuah medan dapat dikeluarkan dari gas yang bertambah untuk membuat jet semacam itu.
Mungkin hasil yang paling mengejutkan dari simulasi komputer baru tim adalah bahwa medan magnet yang dibawa dekat lubang hitam yang berputar juga membuat putaran lubang menjadi lebih penting, mengorbit lebih jauh, dengan cara yang sama seperti transmisi mobil menghubungkan motor yang berputar ke poros. Krolik mengatakan, “Jika lubang hitam lahir berputar sangat cepat, 'kereta drive' nya bisa sangat kuat sehingga penangkapan massa tambahannya menyebabkan rotasi melambat. Pertambahan massa kemudian akan bertindak sebagai 'gubernur,' menegakkan batas kecepatan kosmik pada lubang hitam berputar. "
Menurut Krolik, “gubernur” itu mungkin memiliki implikasi kuat bagi banyak properti lubang hitam yang paling mencolok. Dipikirkan secara luas, misalnya, bahwa kekuatan jet lubang hitam terkait dengan putarannya, sehingga "batas kecepatan putaran" dapat menentukan kekuatan karakteristik untuk jet, kata Krolik.
Didanai oleh National Science Foundation, penelitian ini diterbitkan dalam serangkaian empat makalah di The Astrophysical Journal. ((De Villiers et al 2003, ApJ 599, 1238; Hirose et al. 2004, ApJ 606, 1083; De Villiers et al. ApJ 620, 879; Krolik et al. April 2005 ApJ di media.)) Simulasi dilakukan di Pusat Superkomputer San Diego yang didukung NSF. Tim peneliti juga termasuk Shigenobu Hirose, juga dari Johns Hopkins.
Sumber Asli: Siaran Berita JHU
