supermasif lubang hitam (titan kosmik dengan massa 100.000 hingga miliaran kali massa matahari) adalah salah satu fenomena paling menakutkan di alam semesta. Raksasa angkasa ini dapat melahap seluruh bintang dan melepaskan semburan radiasi kuat yang terlihat pada jarak kosmik yang sangat jauh. Namun, dalam penelitian baru-baru ini, para peneliti mengamati sesuatu yang belum pernah terjadi sebelumnya: sepasang lubang hitam supermasif yang melahap awan gas raksasa yang tidak pernah dilihat oleh para ilmuwan.
Penemuan ini, yang dimungkinkan oleh sinyal radiasi yang aneh, menawarkan wawasan baru tentang perilaku raksasa kosmik ini dan hubungannya dengan galaksi yang mereka tinggali.
“Cahaya yang dipancarkan sistem menunjukkan pola osilasi yang berulang setiap 60 hingga 90 hari, dan ini adalah pertama kalinya variasi jenis ini diamati pada inti galaksi aktif.” Lorena Hernandez-Garciaahli astrofisika di Institut Astrofisika Milenium dan Universitas Valparaíso di Chili dan penulis utama studi baru tentang lubang hitam rakus, mengatakan kepada Live Science melalui email. “Pola ini diamati pada frekuensi sinar-X, ultraviolet dan optik, menjadikan sistem ini unik.”
Memeriksa sinyal misterius
Sinyal tersebut, yang disebut AT 2021hdr, pertama kali terdeteksi pada Maret 2021 oleh Zwicky Transient Facility, sebuah survei optik berbasis darat yang kuat. Itu berasal dari galaksi yang dikenal sebagai 2MASX J21240027+3409114, terletak sekitar satu miliar tahun cahaya jauhnya, di konstelasi utara Cygnus.
Pada awalnya, para ilmuwan menduga bahwa sinyal tersebut mungkin terkait dengan fenomena yang lebih familiar, seperti supernova atau a kejadian gangguan pasang surutApa yang terjadi jika lubang hitam menghancurkan sebuah bintang. Namun, sinyal tersebut menunjukkan pola osilasi kecerahan yang sangat tidak biasa yang tidak terlihat pada kejadian seperti itu. Anomali yang menarik ini mengarahkan tim peneliti untuk menyelidiki sinyal tersebut lebih lanjut.
“Kami mengamati bagaimana cahaya sistem bervariasi dari waktu ke waktu, selama lebih dari empat tahun, menggunakan instrumentasi multi-panjang gelombang,” jelas Hernández-García. “Studi ini mencakup observasi dengan satelit Swift (sinar-X dan ultraviolet), Zwicky Transient Facility (optik), Very Long Baseline Array (radio) dan teleskop optik di Spanyol, Meksiko, dan India.”
Pengamatan ini, yang mencakup rentang panjang gelombang yang luas, menegaskan kesimpulan sebelumnya bahwa asal usul sinyal tidak diketahui. Misalnya, emisi sinar X-nya terlalu kuat untuk dijelaskan oleh kandidat konvensional mana pun yang dipertimbangkan oleh tim. Tanpa tanda-tanda yang sebanding untuk memandu mereka, para peneliti beralih ke model teoretis untuk memecahkan misteri tersebut. Mereka berhipotesis bahwa radiasi tersebut dihasilkan oleh sepasang lubang hitam supermasif yang memakan awan gas galaksi yang sangat besar: sebuah skenario sebelumnya dieksplorasi melalui simulasi komputer.
Berdasarkan simulasi interaksi lubang hitam satu sama lain dan dengan awan gas, tim menemukan bahwa sinyal yang dipelajari sangat sesuai dengan prediksi model komputer, jika pasangan lubang hitam supermasif dan awan gas memiliki sifat individu. .
“Setelah perbandingan mendetail dengan model teoretis, kami menyimpulkan bahwa cahaya yang dipancarkan sistem dapat dijelaskan oleh lubang hitam biner supermasif yang berinteraksi dengan awan gas yang massanya kira-kira setara dengan Matahari,” kata Hernández-García. “Dalam skenario ini, kedua lubang hitam akan terpisah sejauh 0,8 miliparsec (sekitar satu hari cahaya), mengorbit satu sama lain setiap 130 hari, memiliki massa gabungan sekitar 40 juta massa matahari, dan diperkirakan akan bergabung dalam waktu sekitar 70.000 tahun. .”
Arah dan perspektif masa depan
Meskipun sinyal AT 2021hdr sangat sesuai dengan hipotesis tim, observasi tambahan terhadap sistem serupa akan diperlukan untuk memperkuat kesimpulan mereka. Data masa depan akan membantu menyempurnakan model perilaku lubang hitam supermasif saat mengonsumsi gas galaksi.
“Kami perlu mengkonfirmasi skenario yang kami usulkan, jadi kami perlu mengumpulkan data baru dan melakukan simulasi menggunakan data ini untuk menguji hipotesis kami,” kata Hernández-García.
Jika divalidasi, penemuan ini dapat mengubah cara para astronom mempelajari lubang hitam supermasif dengan menawarkan metode baru untuk menyelidiki evolusi dan perannya dalam pembentukan galaksi. Benda-benda besar ini Mereka terkait erat dengan galaksi tuan rumah merekadan mempelajari lebih lanjut tentang kebiasaan makan mereka dapat memberikan wawasan baru mengenai perkembangan galaksi.
“Penemuan lubang hitam supermasif biner “Ini adalah tugas yang menantang, tetapi dari sudut pandang teoritis, hal ini diperkirakan akan terjadi di banyak pusat galaksi,” jelas Hernández-García. “Fakta bahwa kita tidak dapat menyelesaikan dua lubang hitam dengan instrumentasi yang tersedia berarti kita perlu menemukan teknik alternatif untuk mendeteksinya melalui metode lain. Menemukan lebih banyak hal seperti ini akan memungkinkan kita mempelajari bagaimana galaksi bergabung dan berevolusi seiring waktu.”
