Cara baru untuk memperkirakan massa lubang hitam supermasif di luar galaksi kita diusulkan oleh para astronom di Universitas Negeri Moskow.
Lubang hitam adalah benda kosmik yang tarikan gravitasinya begitu besar sehingga cahaya pun tidak bisa lepas darinya. Keberadaan mereka mengikuti teori gravitasi modern - teori relativitas umum, yang pendirinya adalah Albert Einstein.
Terlepas dari kenyataan bahwa keberadaan lubang hitam di alam belum terbukti secara ketat, para astronom memiliki alasan kuat untuk meyakini bahwa benda-benda tersebut memang ada. Misalnya, mereka telah berulang kali mengamati fenomena disertai dengan pelepasan energi yang sangat besar, yang hanya dapat dijelaskan dengan interaksi lubang hitam masif dengan materi di sekitarnya yang jatuh di atasnya. Dalam hal ini, karena gesekan dan pemanasan zat, radiasi muncul, yang memungkinkan secara tidak langsung "melihat" lubang hitam.
Jika tidak ada pertambahan - jatuhnya materi ke tubuh kosmik karena gaya tariknya - maka sangat sulit untuk mempelajari keberadaan lubang hitam. Para peneliti dari Sternberg Astronomical Institute of Moscow State University di bawah kepemimpinan Elena Seifina menjadi tertarik pada lubang hitam supermasif yang "tidak aktif" di luar galaksi kita dan mengusulkan metode untuk memperkirakan massa mereka, bahkan jika mereka sulit terwujud. Hasil penelitiannya dipublikasikan di jurnal Astronomy and Astrophysics.
Semuanya dimulai ketika para astronom melihat beberapa suar dari sumber ekstragalaktik. Salah satunya, Swift J1644 + 57, diamati pada 2011 oleh beberapa observatorium luar angkasa (RXTE, Swift dan Suzaku) dalam rentang sinar-X dan gamma.
Awalnya, para peneliti mengira mereka melihat ledakan sinar gamma, yang telah diamati di galaksi jauh. Namun, biasanya pancaran suar tersebut menghilang setelah satu atau dua hari, sedangkan dalam kasus ini, setelah dua hari, semburan menjadi lebih terang. Secara total, wabah diamati selama dua tahun, setelah itu hilang.
Para astronom mulai curiga bahwa mereka sedang mengamati runtuhnya pasang surut sebuah bintang yang terbang tidak jauh dari lubang hitam supermasif (dalam tiga jari-jari gravitasi). Bintang itu runtuh karena fakta bahwa gaya gravitasi berbeda secara signifikan di sisi bintang yang dekat dan jauh ke lubang hitam. Pada saat yang sama, materi tidak langsung jatuh ke dalam lubang, tetapi membentuk cakram akresi sementara, yang mulai bersinar terang, seperti yang terlihat di Bumi.
Sebelumnya, Elena Seifina mengamati flare serupa yang melibatkan objek yang diketahui, yang dianggap lubang hitam, baik di dalam maupun di luar galaksi kita, dan menemukan bagaimana kemiringan spektrum sinar-X (grafik ketergantungan intensitas radiasi pada frekuensi) berubah selama peningkatan luminositas.
Video promosi:
Dia mengidentifikasi fitur dalam spektrum yang secara jelas menunjukkan keberadaan lubang hitam. Para astronom berpendapat bahwa jika bentuk spektrum flare serupa serupa, maka proses yang terjadi di dalamnya juga serupa. Oleh karena itu, mereka juga disebabkan oleh robeknya bintang oleh lubang hitam. Ini memungkinkan penemuan objek baru - calon lubang hitam.
Para astronom menentukan massa lubang hitam yang telah diamati dengan mengevaluasi luminositas maksimum cakram akresi yang terbentuk di sekitarnya dari materi yang jatuh, dengan asumsi bahwa kesetimbangan telah tercapai di cakram antara tekanan radiasi elektromagnetik dan gaya gravitasi.
Membandingkan trek (ketergantungan lereng spektral pada laju akresi) objek yang diketahui dengan trek yang diperoleh untuk suar ekstragalaktik baru memungkinkan para peneliti untuk "menimbang" lubang hitam tak terlihat. Metode baru "menimbang" lubang hitam ekstragalaktik yang tidak aktif memungkinkan untuk menggunakan data pada objek galaksi yang diketahui, seperti, misalnya, objek terkenal Cygnus X-1 dengan lubang hitam di tengahnya, yang telah lama dipelajari oleh para astronom. Perhitungan menunjukkan bahwa dalam wabah Swift J1644 + 57 memang dikaitkan dengan lubang hitam supermasif dengan massa 7 × 106 massa matahari.
Jika pengamatan sebelumnya di ultraviolet digunakan untuk memperkirakan massa lubang hitam, maka metode baru memungkinkan kita membatasi diri pada rentang sinar-X.
Para astronom berharap keserbagunaan metode baru ini akan membantu dalam menilai banyak massa dari berbagai objek ekstragalaktik, seperti inti galaksi Seyfert dan lainnya, ketika metode tradisional pada dasarnya tidak berfungsi.
Berdasarkan materi dari layanan pers Universitas Negeri Moskow
Penulis: Alexey Ponyatov
