Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Majalah tersebut menyumbangkan artikelnya ke Space.com. Suara Pakar: Artikel opini dan wawasan. Penggemar Zhou Dia adalah mahasiswa pascasarjana di Pennsylvania State University sementara W.Neil Brandt Dia adalah profesor astronomi dan astrofisika di Pennsylvania State University.
Lubang hitam adalah objek astronomi yang luar biasa dengan gravitasi yang begitu kuat sehingga tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat lolos. Lubang hitam raksasa, yang dikenal sebagai “lubang hitam supermasif”, mungkin memiliki berat jutaan hingga miliaran kali massa Matahari.
Raksasa-raksasa ini Mereka biasanya tinggal di pusat galaksiGalaksi kita, Bima Sakti, juga memiliki lubang hitam supermasif di jantungnya.
Lalu bagaimana lubang hitam supermasif ini bisa menjadi begitu masif? Untuk menjawab pertanyaan ini, tim kami Dari AstRFisikawan Kami melihat ke masa lalu sepanjang 13,8 miliar tahun sejarah alam semesta untuk menelusuri bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh dari awal kemunculannya hingga saat ini.
Kami telah membangun model untuk Sejarah pertumbuhan secara keseluruhan Dari lubang hitam supermasif yang telah ada selama 12 miliar tahun terakhir.
Bagaimana lubang hitam supermasif bisa tumbuh?
Lubang hitam supermasif tumbuh terutama melalui dua cara. Ia dapat mengonsumsi gas dari galaksi induknya Sebuah proses yang disebut akumulasiDan mereka juga bisa Gabung satu sama lain Ketika dua galaksi bertabrakan.
Ketika lubang hitam supermasif mengonsumsi gas, mereka… Mereka hampir selalu memancarkan sinar-X yang kuatIni adalah jenis cahaya berenergi tinggi yang tidak terlihat dengan mata telanjang. Anda mungkin pernah mendengar tentang rontgen dokter gigi, yang terkadang digunakan untuk memeriksa gigi Anda. Sinar-X yang digunakan oleh para astronom Energinya biasanya lebih rendah dibandingkan sinar-X medis.
Bagaimana cahaya, bahkan sinar-X yang tidak terlihat, bisa lolos dari lubang hitam? Sebenarnya, cahaya tidak berasal dari lubang hitam itu sendiri, melainkan dari gas di luarnya. Ketika gas tertarik menuju lubang hitam, ia memanas dan bersinar untuk menghasilkan cahaya, seperti sinar-X. Semakin banyak gas yang dikonsumsi lubang hitam supermasif, semakin banyak pula sinar-X yang dihasilkannya.
Berkat akumulasi data selama lebih dari 20 tahun dari tiga fasilitas sinar-X terkuat yang pernah diluncurkan ke luar angkasa – Chandra, XMM-Newton Dan Erosi – Para astronom mampu menangkap sinar-X dari sejumlah besar lubang hitam masif yang terakumulasi di alam semesta.
Data ini memungkinkan tim peneliti kami memperkirakan seberapa cepat lubang hitam supermasif tumbuh dengan mengonsumsi gas. Rata-rata, lubang hitam supermasif dapat mengonsumsi cukup gas untuk mencapai kira-kira massa Matahari setiap tahunnya, dengan nilai pastinya bergantung pada berbagai faktor.
Misalnya, Tampilkan data Laju pertumbuhan lubang hitam, yang rata-rata berlangsung selama jutaan tahun, berkaitan erat dengan massa semua bintang di galaksi induknya.
Seberapa sering lubang hitam supermasif menyatu?
Selain memakan gas, lubang hitam supermasif juga bisa tumbuh dengan bergabung satu sama lain untuk membentuk lubang hitam tunggal yang lebih masif ketika galaksi bertabrakan.
Simulasi kosmik menggunakan superkomputer Sudah dapat diprediksi seberapa sering peristiwa ini akan terjadi. Simulasi ini bertujuan untuk memodelkan bagaimana alam semesta tumbuh dan berkembang seiring waktu. Galaksi yang tak terhitung jumlahnya yang terbang melintasi ruang angkasa bagaikan batu bata yang membangun alam semesta.
ini Simulasi menunjukkan hal itu Galaksi dan lubang hitam supermasif yang ditampungnya dapat mengalami banyak penggabungan sepanjang sejarah kosmik.
Tim kami melacak dua saluran pertumbuhan ini – konsumsi gas dan merger – menggunakan sinar-X dan simulasi superkomputer, lalu menggabungkannya untuk membangun sejarah pertumbuhan komprehensif, yang memetakan pertumbuhan lubang hitam di alam semesta selama miliaran tahun.
Sejarah pertumbuhan kami terungkap Lubang hitam supermasif tumbuh jauh lebih cepat miliaran tahun lalu, ketika alam semesta masih muda.
Pada masa-masa awal, alam semesta mengandung lebih banyak gas daripada yang dikonsumsi oleh lubang hitam supermasif, dan lubang hitam supermasif terus bermunculan. Seiring bertambahnya usia alam semesta, gas secara bertahap berkurang dan pertumbuhan lubang hitam supermasif melambat. Sekitar 8 miliar tahun lalu, jumlah lubang hitam supermasif stabil. Jumlahnya tidak meningkat secara signifikan sejak saat itu.
Ketika tidak ada cukup gas untuk membuat lubang hitam supermasif tumbuh melalui akresi, satu-satunya cara bagi lubang hitam supermasif untuk tumbuh adalah melalui penggabungan. Kami belum pernah melihat banyak contoh seperti ini dalam sejarah pertumbuhan kami. Rata-rata, lubang hitam paling masif dapat mengakumulasi massa fusi dengan laju hingga sebesar massa Matahari setiap beberapa dekade.
Melihat ke depan
Penelitian ini telah membantu kita memahami bagaimana lebih dari 90% massa terakumulasi di lubang hitam selama 12 miliar tahun terakhir.
Namun, kita masih perlu menyelidiki bagaimana mereka tumbuh Alam semesta yang paling awal Untuk menjelaskan beberapa persentase massa yang tersisa di lubang hitam. Komunitas astronomi mulai membuat kemajuan dalam eksplorasi lubang hitam supermasif awal ini, dan kami berharap dapat segera menemukan lebih banyak jawaban.
Artikel ini diterbitkan ulang dari Percakapan Di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
“Geek tv yang sangat menawan. Penjelajah. Penggemar makanan. Penggemar budaya pop yang ramah hipster. Guru zombie seumur hidup.”
More Stories
Kapan para astronot akan diluncurkan?
Perjalanan seorang miliarder ke luar angkasa “berisiko”
Administrasi Penerbangan Federal menangguhkan penerbangan SpaceX setelah roket yang terbakar jatuh saat mendarat