Seperti apa lingkungan di sekitar lubang hitam? Para astronom mendapatkan ide yang lebih baik dengan mengamati cahaya yang berasal dari piringan akresi di sekitar lubang hitam. Cahaya tidak konstan - menyala, berkobar dan berkilau - dan kelap-kelip ini memberikan wawasan baru dan mengejutkan tentang jumlah besar energi yang berasal dari sekitar lubang hitam. Dengan memetakan seberapa baik variasi dalam cahaya tampak cocok dengan sinar-X pada rentang waktu yang sangat singkat, para astronom telah menunjukkan bahwa medan magnet harus memainkan peran penting dalam cara lubang hitam menelan materi.
"Berkedip cepat cahaya dari lubang hitam paling sering diamati pada panjang gelombang sinar-X," kata Poshak Gandhi, yang memimpin tim internasional yang melaporkan hasil ini. “Studi baru ini adalah satu dari sedikit yang sampai saat ini yang juga mengeksplorasi variasi cepat dalam cahaya tampak, dan, yang paling penting bagaimana fluktuasi ini berhubungan dengan yang ada di sinar-X.”
Pengamatan melacak kerlip lubang hitam secara bersamaan menggunakan dua instrumen yang berbeda, satu di tanah dan satu di ruang angkasa. Data sinar-X diambil menggunakan satelit Rossi X-ray Timing Explorer NASA. Cahaya tampak dikumpulkan dengan kamera kecepatan tinggi ULTRACAM, instrumen kunjungan di Very Large Telescope (VLT) ESO, merekam hingga 20 gambar per detik. ULTRACAM dikembangkan oleh anggota tim Vik Dhillon dan Tom Marsh. "Ini adalah salah satu pengamatan tercepat dari lubang hitam yang pernah diperoleh dengan teleskop optik besar," kata Dhillon.
Yang mengejutkan mereka, para astronom menemukan bahwa fluktuasi kecerahan pada cahaya tampak bahkan lebih cepat daripada yang terlihat pada sinar-X. Selain itu, variasi sinar tampak dan sinar-X ditemukan tidak simultan, tetapi mengikuti pola yang berulang dan luar biasa: tepat sebelum sinar-X menyala, cahaya redup terlihat, dan kemudian melonjak ke flash terang untuk cahaya kecil. sepersekian detik sebelum cepat menurun lagi.
Tonton film fluktuasi.
Tak satu pun dari radiasi ini muncul langsung dari lubang hitam, tetapi dari aliran energi yang kuat dari materi bermuatan listrik di sekitarnya. Lingkungan lubang hitam terus-menerus dibentuk kembali oleh kekuatan yang bersaing seperti gravitasi, magnet, dan tekanan ledakan. Akibatnya, cahaya yang dipancarkan oleh aliran materi panas bervariasi dalam kecerahan dengan cara yang kacau dan serampangan. "Tetapi pola yang ditemukan dalam studi baru ini memiliki struktur stabil yang menonjol di tengah variabilitas yang kacau, dan karenanya, dapat menghasilkan petunjuk penting tentang proses fisik yang mendasari dominan dalam tindakan," kata anggota tim Andy Fabian.
Emisi cahaya tampak dari lingkungan lubang hitam secara luas dianggap sebagai efek sekunder, dengan ledakan sinar-X primer menerangi gas di sekitarnya yang kemudian bersinar dalam kisaran yang terlihat. Tetapi jika demikian, variasi cahaya tampak akan tertinggal di belakang variabilitas sinar-X, dan akan jauh lebih lambat untuk memuncak dan menghilang. "Berkedip cepat terlihat cahaya sekarang ditemukan segera mengesampingkan skenario ini untuk kedua sistem yang dipelajari," menegaskan Gandhi. "Sebaliknya variasi dalam sinar-X dan keluaran cahaya tampak harus memiliki asal-usul yang sama, dan satu yang sangat dekat dengan lubang hitam itu sendiri."
Medan magnet yang kuat mewakili kandidat terbaik untuk proses fisik dominan. Bertindak sebagai reservoir, mereka dapat menyerap energi yang dilepaskan dekat dengan lubang hitam, menyimpannya hingga dapat dibuang baik sebagai plasma yang memancarkan sinar-X (multi-juta derajat), atau sebagai aliran partikel bermuatan yang bergerak di dekat kecepatan cahaya. Pembagian energi menjadi dua komponen ini dapat menghasilkan pola karakteristik sinar-X dan variabilitas cahaya tampak.
Makalah tentang penelitian ini: Di Sini dan Di Sini
Sumber: ESO
