Astronom secara tidak sengaja menggunakan teknik 'zoom ganda' langka untuk melihat corona Black Hole dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya
Lubang hitam mungkin tidak terlihat, tetapi lingkungannya tidak – dan untuk pertama kalinya, para astronom secara langsung mengukur “korona” yang sangat panas yang mengelilingi salah satu raksasa kosmik ini.
Lubang hitam supermasif, RX J1131, terletak sekitar 6 miliar tahun cahaya dari Bumi dan berputar lebih dari setengah kecepatan cahaya. Sementara monster itu sendiri tetap tersembunyi, ia mengayunkan gas dan debu di dekatnya, memanaskannya hingga jutaan derajat dan berkobar sebagai quasar – salah satu benda paling terang di alam semesta. Dia mahkotahalo gas super panas, mencakup sekitar 50 unit astronomi, seukuran kita tata surya.
Pengukuran ini dimungkinkan oleh penyelarasan kosmik yang langka di mana galaksi latar depan, sekitar 4 miliar tahun cahaya dari Bumi, dan bintang-bintangnya bertindak seperti dua kacamata pembesar yang ditumpuk, menciptakan “zoom ganda” yang mempertajam pandangan lingkungan langsung lubang hitam.
“Ini adalah pertama kalinya pengukuran seperti itu dilakukan,” Matthew Rybakseorang peneliti senior di Universitas Leiden di Belanda yang memimpin penelitian, mengatakan kepada Live Science. “Pada prinsipnya, kami menemukan cara baru untuk melihat apa yang terjadi sangat dekat dengan lubang hitam. “
Hasilnya, dirinci dalam a pracetak Segera muncul di jurnal Astronomy & Astrophysics, menyediakan alat baru untuk menyelidiki lingkungan ekstrem di sekitar lubang hitam pada skala yang terlalu kecil bahkan untuk teleskop terbaik untuk diselesaikan.
“Ini tidak terlihat benar”
Galaksi latar depan sangat besar sehingga gravitasnya yang besar membungkuk dan memperbesar cahaya RX J1131, menciptakan empat gambar quasar yang berbeda melalui fenomena yang dikenal sebagai Lensing gravitasi yang kuat. Ketika tim Rybak menghidupkan kembali data yang sudah berusia dekade yang dikumpulkan oleh Atacama besar milimeter/submillimeter array (ALMA) Teleskop Radio di Chili, mereka melihat berkedip kecil dalam kecerahan gambar-gambar ini.
“Dalam beberapa hari setelah melihat data, kami menyadari, 'Oke, ini tidak terlihat benar,'” kenang Rybak. “Ini bahkan bukan bidang penelitian utama saya, tetapi menjadi seperti proyek hewan peliharaan yang terus kami kejar.”
Jika sumber variasi ini berasal dari sekitar lubang hitam itu sendiri, semua gambar akan mencerahkan dan redup bersama -sama. Tetapi pengamatan tindak lanjut pada tahun 2022, diambil hanya satu hari, mengungkapkan bahwa gambar-gambar itu berkedip secara mandiri satu sama lain.
“Itu senjata merokok – itu harus menjadi sesuatu di sepanjang jalan,” kata Rybak.
“Sesuatu” itu Microlensingdi mana bintang -bintang individu di galaksi latar depan bertindak sebagai lensa kecil, secara singkat memperbesar berbagai bagian corona quasar. Karena korona sangat kompak, amplifikasi skala kecil ini menghasilkan kedipan independen yang diamati di seluruh gambar, penulis mencatat dalam studi baru.
“Kami melihat ini berkedip -kedip dalam data yang tidak dapat kami jelaskan dengan cara lain,” kata Rybak kepada Live Science. Dengan menganalisis berkedip-kedip ini, tim yang secara langsung mengukur, untuk pertama kalinya, luasnya skala sistem surya korona-mengubah quasar biasa menjadi laboratorium kosmik yang unik.
Jendela baru ke dalam lubang hitam
Selain memungkinkan para peneliti untuk memetakan korona, pengukuran baru menawarkan jendela potensial ke medan magnet di sekitar lubang hitam, para ilmuwan yang dicatat dalam penelitian ini.
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa medan magnet yang kuat mengatur berapa banyak gas yang jatuh dan berapa banyak yang diusir, pada dasarnya Mengontrol bagaimana lubang hitam tumbuh seiring waktu. Sangat sulit untuk mengukur bidang -bidang ini secara langsung, tetapi model teoretis menunjukkan a Tautan antara emisi gelombang milimeter Corona -Cahaya yang berasal dari elektron yang bergerak cepat berputar di sekitar medan magnet Garis-ukurannya dan kekuatan medan magnetik.
“Memahami bagaimana lubang hitam ini tumbuh adalah potensi utama di sini,” kata Rybak.
Pengukuran ini sangat mencolok karena cahaya gelombang milimeter sebelumnya dianggap sebagian besar statis, bahkan selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun. “Tapi ini adalah salah satu momen ketika Anda menyadari, 'Tidak, hal -hal berubah, dan mereka banyak berubah,'” kata Rybak.
Untuk menindaklanjuti dan membandingkan radiasi milimeter di berbagai panjang gelombang, tim juga berencana untuk mengumpulkan data tambahan dari NASAObservatorium X-Ray Chandra, satu-satunya teleskop x-ray dengan resolusi spasial yang cukup untuk menangkap fitur kecil dan berlensa. Namun, karena pemotongan anggaran yang diusulkan secara signifikan Itu menarik reaksi keras dari komunitas ilmiah, teleskop andalan berusia 26 tahun itu tidak mungkin untuk melanjutkan pengamatan ini.
Kemajuan di masa depan kemungkinan besar akan bergantung pada ALMA, yang berkembang menjadi pita frekuensi yang lebih rendah yang menutupi panjang gelombang di mana coronas lubang hitam bersinar paling terang.
Melengkapi alma, the Vera C. Rubin Observatory akan unggul pada pencitraan optik resolusi tinggi, metode standar untuk menemukan quasar berlensa seperti RX J1131. Teleskop, yang gambar pertama diungkapkan pada bulan Juni, diperkirakan akan mengungkap ribuan sistem ini dan memungkinkan para astronom untuk belajar berkedip -kedip optik dengan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya. “Rubin akan menjadi alat revolusioner untuk melakukan ini,” kata Rybak.
Dengan teleskop yang semakin sensitif, para astronom baru mulai menjelajahi banyak sumber yang berkedip melintasi langit gelombang milimeter.
“Bagian yang menarik adalah hal -hal yang belum kita ketahui,” kata Rybak.
