Para astronom mengukur lubang hitam terberat

Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:

fakta diverifikasi

sumber terpercaya

membenarkan

OKE! Penggabungan dua lubang hitam supermasif merupakan fenomena yang telah lama diprediksi, meski tidak pernah diamati secara langsung. Salah satu teori yang dikemukakan oleh para astronom adalah bahwa sistem ini begitu masif sehingga menghabiskan bahan bintang yang dibutuhkan galaksi induknya untuk menggabungkannya. Dengan menggunakan data arsip dari teleskop Gemini North, tim astronom menemukan lubang hitam biner yang memberikan bukti kuat untuk mendukung gagasan tersebut. Tim memperkirakan massa biner tersebut mencapai 28 miliar kali massa Matahari, yang menjadikan pasangan ini sebagai biner lubang hitam terberat yang pernah diukur. Pengukuran ini tidak hanya memberikan konteks berharga bagi pembentukan sistem biner dan sejarah galaksi induknya, tetapi juga mendukung teori lama bahwa massa lubang hitam supermasif memainkan peran penting dalam menghentikan penggabungan lubang hitam supermasif. . Kredit: NOIRLab/NSF/AURA/J. daSilva/M. Zamani

× tutup

Penggabungan dua lubang hitam supermasif merupakan fenomena yang telah lama diprediksi, meski tidak pernah diamati secara langsung. Salah satu teori yang dikemukakan oleh para astronom adalah bahwa sistem ini begitu masif sehingga menghabiskan bahan bintang yang dibutuhkan galaksi induknya untuk menggabungkannya. Dengan menggunakan data arsip dari teleskop Gemini North, tim astronom menemukan lubang hitam biner yang memberikan bukti kuat untuk mendukung gagasan tersebut. Tim memperkirakan massa biner tersebut mencapai 28 miliar kali massa Matahari, yang menjadikan pasangan ini sebagai biner lubang hitam terberat yang pernah diukur. Pengukuran ini tidak hanya memberikan konteks berharga bagi pembentukan sistem biner dan sejarah galaksi induknya, tetapi juga mendukung teori lama bahwa massa lubang hitam supermasif memainkan peran penting dalam menghentikan penggabungan lubang hitam supermasif. . Kredit: NOIRLab/NSF/AURA/J. daSilva/M. Zamani

Dengan menggunakan data arsip dari teleskop Gemini North, tim astronom telah mengukur sepasang lubang hitam supermasif terberat yang pernah ditemukan. Penggabungan dua lubang hitam supermasif merupakan fenomena yang telah lama diprediksi, meski tidak pernah diamati. Pasangan masif ini memberikan petunjuk mengapa peristiwa seperti itu tampaknya sangat tidak mungkin terjadi di alam semesta.

Hampir setiap galaksi masif memiliki lubang hitam supermasif di pusatnya. Ketika dua galaksi bergabung, lubang hitamnya dapat membentuk pasangan biner, artinya keduanya berbagi orbit yang sama. Biner-biner ini diyakini ditakdirkan untuk akhirnya bergabung, tetapi hal ini tidak pernah diamati. Pertanyaan apakah peristiwa seperti itu mungkin terjadi telah menjadi perdebatan di kalangan astronom selama beberapa dekade.

Dalam makalah yang baru-baru ini diterbitkan di The Astrophysical Journal, tim astronom menyajikan perspektif baru mengenai pertanyaan ini.

Tim menggunakan data dari teleskop Gemini North di Hawaii, setengah dari Observatorium Internasional Gemini yang dioperasikan oleh NOIRLab NSF, untuk menganalisis biner lubang hitam supermasif yang terletak di galaksi elips B2 0402+379. Ini adalah satu-satunya biner lubang hitam supermasif yang pernah terpecahkan dengan cukup detail untuk melihat dua objek secara terpisah, dan memegang rekor sebagai jarak terkecil yang pernah diukur secara langsung – hanya 24 tahun cahaya. Meskipun pemisahan yang dekat ini memperkirakan akan terjadi merger yang kuat, penelitian lain mengungkapkan bahwa pasangan ini telah terhenti pada jarak ini selama lebih dari tiga miliar tahun, sehingga menimbulkan pertanyaan: Apa penundaannya?

Untuk lebih memahami dinamika sistem ini dan fusi yang terhenti, tim melihat data arsip dari Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) Gemini North, yang memungkinkan mereka menentukan kecepatan bintang di dekat lubang hitam.

“Sensitivitas GMOS yang sangat baik memungkinkan kami memetakan peningkatan kecepatan bintang saat seseorang melihat lebih dekat ke pusat galaksi,” kata Roger Romani, profesor fisika di Universitas Stanford dan salah satu penulis makalah tersebut. “Dengan itu, kami dapat menyimpulkan total massa lubang hitam yang berada di sana.”

Tim memperkirakan massa biner tersebut mencapai 28 miliar kali massa Matahari, yang menjadikan pasangan ini sebagai lubang hitam biner terberat yang pernah diukur. Pengukuran ini tidak hanya memberikan konteks berharga mengenai pembentukan sistem biner dan sejarah galaksi induknya, tetapi juga mendukung teori lama bahwa massa lubang hitam biner supermasif memainkan peran penting dalam menghentikan potensi penggabungan.

“Arsip data yang ada di Observatorium Internasional Gemini menyimpan tambang emas berupa penemuan ilmiah yang belum dimanfaatkan,” kata Martin Still, direktur program NSF untuk Observatorium Internasional Gemini. “Pengukuran massa lubang hitam biner supermasif ekstrem ini adalah contoh luar biasa dari potensi dampak penelitian baru yang mengeksplorasi arsip kaya ini.”

Memahami bagaimana biner ini terbentuk dapat membantu memprediksi apakah dan kapan penggabungan akan terjadi—dan beberapa petunjuk menunjukkan pembentukan pasangan ini melalui penggabungan beberapa galaksi. Yang pertama adalah bahwa B2 0402+379 adalah “gugus fosil”, yang berarti bahwa bintang-bintang dan gas dari seluruh gugus galaksi bergabung menjadi satu galaksi masif. Selain itu, kehadiran dua lubang hitam supermasif, beserta massa gabungannya yang besar, menunjukkan bahwa mereka terbentuk dari penggabungan beberapa lubang hitam kecil dari beberapa galaksi.

Informasi lebih lanjut:
Tirth Surti dkk., Kinematika Pusat dan Massa Lubang Hitam 4C+37.11, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad14fa