Lubang hitam supermasif di pusat Galaksi Bima Sakti kita berputar sangat cepat hingga membengkokkan ruang-waktu menjadi bentuk oval yang mengingatkan kita pada sepak bola Amerika (atau bola rugby untuk semua pembaca non-Amerika!. Temuan ini berasal dari penelitian yang cermat pengamatan radio dan sinar-X.
Menurut teori relativitas umum Albert Einstein, ketika sebuah benda masif berputar, ia dapat menyeret ruangwaktu bersamanya. Fenomena ini disebut “frame drag” dan rotasi bumi kita bahkan telah diamati menyebabkan distorsi ruang-waktu di sekitarnya. Namun, efek ini jauh lebih nyata pada objek yang sangat masif, atau lubang hitam supermasif, yang berukuran jutaan atau bahkan miliaran kali lebih besar dari Matahari kita. Dan semakin cepat objek sebesar itu berputar, semakin meratakan ruang-waktu di sekitarnya, sehingga menjadikannya berbentuk oval.
Namun, laju rotasi lubang hitam bermassa 4,1 juta matahari di galaksi kita, yang disebut Sagitarius A*, atau disingkat Sgr A*, sulit ditentukan. Kebanyakan perkiraan sangat bervariasi. Sebuah tim astronom, yang dipimpin oleh Ruth Daly dari Penn State University, kini telah menggunakan prosedur yang disebut “metode aliran keluar” untuk mengukur kecepatan sudut Sgr A*—berapa kali ia berputar per detik.
Terkait: Teleskop Event Horizon melacak jet yang berasal dari lubang hitam supermasif di dekatnya
Rotasi lubang hitam di pusat galaksi kita membengkokkan ruang-waktu menjadi bentuk oval. (Kredit gambar: NASA/CXC/M.Weiss)
Namanya adalah metode aliran keluar—metode ini mengukur bagaimana material mengalir keluar dari lubang hitam, yang mungkin tampak berlawanan dengan intuisi, karena lubang hitam lebih terkenal dalam menarik material ke dalam. Namun, aliran keluar lubang hitam bisa saja terjadi. dalam bentuk pancaran materi yang terkolimasi secara magnetis yang memancarkan gelombang radio dalam jumlah besar. Sementara itu, gumpalan plasma panas (gas terionisasi) yang dihasilkan dalam piringan materi di sekitar lubang hitam, yang kemudian dapat hanyut, cukup panas untuk memancarkan sinar-X. Gumpalan ini, yang disebut plasmoid, terbentuk lebih efisien ketika lubang hitam berputar dengan cepat karena gaya hambat gambar yang dihasilkan memperkuat medan magnet lubang hitam, sehingga mengencangkannya seperti sabuk yang lebih dekat ke tepi lubang hitam. Hal ini pada gilirannya menciptakan kondisi magnetis yang lebih menguntungkan bagi pembentukan plasmoid.
Jadi, kembali ke arsip pengamatan Sgr A* yang dilakukan dengan teleskop radio Karl G. Jansky Very Large Array dan Observatorium Sinar-X Chandra NASA, tim Daly mengukur kecepatan sudut Sgr A* sebagai 60% dari kecepatan maksimum. nilai yang mungkin yang ditentukan oleh kecepatan cahaya. Dengan kata lain, Sgr A* berputar sangat cepat, cukup cepat untuk membengkokkan ruangwaktu menjadi bentuk oval pipih.
“Pekerjaan kami dapat membantu menjawab pertanyaan tentang seberapa cepat lubang hitam supermasif di galaksi kita berputar,” kata Daly dalam sebuah pernyataan. “Hasil kami menunjukkan bahwa Sgr A* berputar sangat cepat, hal ini menarik dan memiliki implikasi yang luas.”
Gambar sinar-X pusat galaksi kita dari Chandra dengan panah yang menunjuk ke lokasi lubang hitam supermasif yang dikenal sebagai Sgr A*. (Kredit gambar: NASA/CXC/Universitas Wisconsin/Y. Bai dkk.)
Implikasi ini berkaitan dengan aktivitas Sgr A* di masa lalu dan kemungkinan di masa depan. Semakin cepat lubang hitam berputar, semakin kuat pancaran radiasi terkolimasi yang dipancarkannya ketika partikel-partikel dalam piringan panas materi yang berputar-putar di sekitar lubang hitam tersapu dan dimuntahkan. Saat ini, Sgr A* hampir tidak aktif, namun runtuhnya awan gas atau bintang yang tidak menguntungkan dapat mengisi bahan bakar jetnya. Bukti bahwa hal ini pernah terjadi di masa lalu berasal dari apa yang disebut Gelembung Fermi, dua struktur besar materi pemancar sinar gamma yang membentang di atas dan di bawah bidang galaksi kita, membentang seluas total 50.000 tahun cahaya dan berpusat di Sgr A. * . Gelembung Fermi diyakini merupakan sisa-sisa jet kuat yang pernah meletus dari lubang hitam, namun jet sekuat itu hanya bisa terbentuk jika Sgr A* berputar dengan cepat.
Struktur seperti gelembung Fermi mampu mengekstraksi gas dari galaksi dan menembus material pembentuk bintang seperti bajak salju.
“Jet yang didorong dan dikolimasi oleh lubang hitam pusat galaksi yang berputar dapat sangat mempengaruhi pasokan gas untuk seluruh galaksi, mempengaruhi seberapa cepat dan meratanya pembentukan bintang,” kata Megan Donahue dari Michigan State University dalam siaran pers yang sama. “Gelembung Fermi yang terlihat pada gambar sinar-X dan sinar gamma di sekitar lubang hitam Bima Sakti menunjukkan bahwa lubang hitam tersebut kemungkinan besar aktif di masa lalu. Mengukur rotasi lubang hitam kita merupakan ujian penting dalam skenario ini.”
Hasilnya dipublikasikan pada Januari 2024 di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
+ There are no comments
Add yours