Homer Simpson akan sedih: pengamatan baru-baru ini tentang sistem biner dari lubang hitam dan bintang pendampingnya telah menunjukkan mundurnya piringan akresi berbentuk donat di sekitar lubang hitam. 'Donat' yang menyusut ini terlihat dalam pengamatan sistem biner GX 339-4, sebuah sistem yang terdiri dari bintang yang memiliki massa serupa dengan Matahari, dan lubang hitam sepuluh massa matahari.
Ketika lubang hitam memakan gas yang mengalir keluar dari bintang yang mengorbit, perubahan aliran gas menghasilkan ukuran yang berbeda-beda dalam cakram materi yang menumpuk di sekitar lubang hitam dalam bentuk torus. Untuk pertama kalinya, perubahan ukuran disk ini telah diukur, menunjukkan seberapa kecil donat itu.
GX-339-4 terletak 26.000 tahun cahaya di konstelasi Ara. Setiap 1,7 hari dalam sistem, sebuah bintang mengorbit di sekitar lubang hitam yang lebih masif. Sistem ini, dan yang lainnya menyukainya, menunjukkan semburan aktivitas sinar-X secara berkala ketika gas yang dicuri dari bintang oleh lubang hitam akan memanas dalam piringan akresi yang menumpuk di sekitar lubang hitam. Selama tujuh tahun terakhir, sistem ini memiliki empat ledakan energi dalam tujuh tahun terakhir, menjadikannya sistem lubang hitam / bintang yang cukup aktif.
Materi yang jatuh ke dalam lubang membentuk jet foton dan gas yang sangat berenergi, salah satunya menunjuk ke arah Bumi. Inilah jet-jet inilah yang diamati oleh tim astronom internasional menggunakan observatorium sinar-X Suzaku, yang dioperasikan bersama oleh Japan Aerospace Exploration Agency dan NASA, dan satelit Timing Explorer X-ray NASA. Hasil pengamatan mereka diterbitkan dalam edisi 10 Desember 2008 The Astrophysical Journal Letters.
Meskipun sistem itu pingsan ketika mereka melakukan pengukuran dengan teleskop, itu menghasilkan pancaran sinar-X yang stabil. Tim sedang mencari tanda tangan garis spektral sinar-X yang dihasilkan oleh fluoresensi atom besi dalam piringan. Gravitasi yang kuat dari lubang hitam menggeser energi sinar-X yang dihasilkan oleh besi, meninggalkan garis spektral yang khas. Dengan mengukur garis spektral ini, mereka dapat menentukan dengan keyakinan yang agak tinggi ukuran disk yang menyusut.
Begini cara penyusutan terjadi: bagian disk yang lebih dekat ke lubang hitam lebih padat ketika ada lebih banyak gas yang mengalir keluar dari bintang yang menyertainya. Tetapi ketika aliran ini berkurang, bagian dalam disk memanas dan menguap. Selama periode paling terang dari output lubang hitam, disk dihitung berada dalam jarak sekitar 30 km (20 mil) dari cakrawala peristiwa lubang hitam, sementara selama periode luminositas yang lebih rendah, disk mundur hingga lebih dari 27 kali lebih jauh, atau menjadi 1.000 km (600 mil) dari tepi lubang hitam.
Ini memiliki implikasi penting dalam studi tentang bagaimana lubang hitam membentuk jet mereka; meskipun disk akresi menguap dekat dengan lubang hitam, jet ini tetap pada output yang stabil.
John Tomsick dari Laboratorium Ilmu Luar Angkasa di University of California, Berkeley mengatakan dalam siaran pers NASA, "Ini tidak memberi tahu kita bagaimana jet terbentuk, tetapi itu memberitahu kita bahwa jet dapat diluncurkan bahkan ketika pertambahan kepadatan tinggi. Alirannya jauh dari lubang hitam. Ini berarti bahwa aliran akresi rendah-kerapatan adalah bahan yang paling penting untuk pembentukan jet stabil dalam sistem lubang hitam. ”
Baca versi pra-cetak surat tim. Jika Anda ingin informasi lebih lanjut tentang bagaimana sinar-X dari disk di sekitar lubang hitam dapat membantu menentukan bentuk dan putarannya, lihat artikel dari Space Magazine tahun 2003, Iron Can Help Menentukan apakah Lubang Hitam Berputar.
Sumber: siaran pers NASA / Suzaku
