'Blazar' eksotis adalah bagian dari sistem lubang hitam ganda paling ekstrem yang pernah ditemukan, jet bengkok menyarankan
Seberkas partikel yang melaju jauh dari sekitarnya mengerikan lubang hitam telah ditemukan sangat kinked, memberikan bukti kuat bahwa lubang hitam sebenarnya adalah bagian dari sistem biner paling ekstrem yang diketahui.
Lubang hitam dan jetnya yang bengkok ditemukan dalam blazar yang dikenal sebagai OJ 287, terletak sekitar empat miliar tahun cahaya jauh. Blazar adalah quasar yang terlihat langsung, dan quasar adalah inti aktif dari galaksi di mana lubang hitam supermasif residen menarik sejumlah besar materi. Materi itu berputar di sekitar lubang hitam, membentuk apa yang disebut disk akresi, dan ada banyak hal sehingga disk akresi menjadi hambatan.
Alih -alih mengalir ke rahang lubang hitam, materi infalling menumpuk di disk, kepadatan dan suhu meningkat secara dramatis sehingga bersinar begitu cerah sehingga dapat dilihat di seluruh alam semesta. Medan magnet yang terbungkus dalam disk akresi dapat menyalurkan beberapa partikel bermuatan dalam masalah ini dari lubang hitam, mengumpulkannya dan mempercepatnya dalam dua jet lawan yang meledak menjauh dari lubang hitam selama ribuan tahun cahaya dengan kecepatan cahaya. Karena kita melihat Blazar hampir langsung, mereka tampak lebih terang dari quasar biasa.
Namun, OJ 287 bukan Blazar biasa Anda. Para astronom telah melacak siklus variasi kecerahan selama sekitar 150 tahun – bahkan sebelum mereka tahu objek seperti apa itu. Ada siklus panjang sekitar 60 tahun, dan siklus yang lebih pendek dengan periode variasi hanya 12 tahun.
Siklus singkat ini telah disebabkan oleh lubang hitam pendamping dengan sekitar 150 juta kali massa matahari yang mengorbit lubang hitam utama, yang telah diklaim memiliki massa yang setara dengan 18,35 miliar matahari. Kedua lubang hitam itu raksasa dibandingkan dengan Sagitarius A*, yang merupakan lubang hitam massa 4,1 juta solar di tengah kami Galaksi Bima Sakti.
Lubang hitam yang kurang masif bergerak pada orbit elips yang memanjang. Setiap 12 tahun, itu membajak melalui disk akresi dari lubang hitam yang lebih masif. Seperti yang terjadi, ia mencuri beberapa masalah dari disk dan membentuk disk pertambahan sementara sendiri, dengan jet sementara. Untuk waktu yang singkat, sistem OJ 287 berubah menjadi quasar ganda.
Terkait: Jet lubang hitam monster dari alam semesta awal berjemur di 'afterglow' dari Big Bang
Setidaknya, itulah hipotesisnya. Pengamatan sebelumnya tampaknya mendukung gagasan itu. Sebagai contoh, pada tahun 2021, seperti yang diperkirakan, sistem OJ 287 meningkat secara dramatis dalam kecerahan hanya dalam 12 jam ketika lubang hitam kedua menemukan disk primer dan menyala sebagai quasar, melepaskan lebih banyak energi dalam waktu singkat dari 100 galaksi rata -rata yang disatukan.
Sekarang, gambar paling rinci dari jet permanen yang meledak dari lubang hitam yang lebih masif, diambil oleh jaringan teleskop radio di bumi dan di luar angkasa, sangat mendukung model lubang hitam biner.
“Kami belum pernah mengamati struktur di galaksi OJ 287 di tingkat rincian yang terlihat pada gambar baru,” kata Astronom Radio Efthalia Traianou dari Universitas Heidelberg di Jerman, yang memimpin pengamatan, di a penyataan.
Pengamatan radio dilakukan dengan menggabungkan 10 teleskop radio dari array baseline yang sangat panjang (VLBA) di seluruh Amerika Serikat dengan antena 10 meter radioastron pada satelit Spektr-R Rusia. Pengamatan dilakukan antara 2014 dan 2017, dan misi itu sendiri berakhir pada 2019, sebelum Rusia menyerbu Ukraina dan menjadi sasaran sanksi.
Gabungan, jaringan teleskop radio dari tanah ke ruang membentuk interferometer dengan garis dasar (yaitu, aperture virtual) yang lima kali diameternya Bumidan ini memungkinkan daya penyelesaian sensasional. Gambar yang dihasilkan memperbesar di tengah OJ 287, menunjukkan wilayah hanya sepertiga dari satu tahun cahaya. Gambar panjang gelombang radio menunjukkan bahwa jet lubang hitam tidak lurus, tetapi bengkok dengan tiga tikungan yang berbeda. Pengamatan antara 2014 dan 2017 lebih lanjut mengungkapkan bahwa sudut jet bervariasi sekitar 30 derajat, dan gambar ini membuktikan bahwa reorientasi jet terjadi sangat dekat dengan titik asalnya.
Reorientasi yang parah ini bisa menjadi hasil dari gravitasi lubang hitam kedua yang mengorbit yang menarik jet, menyebabkannya menekuk dan mendahului porosnya.
Gambar panjang gelombang radio juga menangkap gelombang kejut yang terbentuk sebagai hasil dari komponen jet baru. Karena gelombang kejut ini merambat ke jet, ia melepaskan semburan sinar gamma berenergi tinggi yang terdeteksi oleh orang-orang seperti NASATeleskop luar angkasa Fermi dan misi Swift.
Beberapa bagian jet tampaknya memancar pada 10 triliun derajat Celcius yang luar biasa. Suhu seperti itu tampaknya tidak terbayangkan dalam pengalaman manusia, dan memang suhu ini terlalu panas untuk menjadi kenyataan. Ini adalah ilusi di mana kita melihat efek dari fenomena yang disebut berseri -seri relativistik, di mana efek Doppler meningkatkan luminositas hal -hal yang bergerak ke arah kita dengan kecepatan cahaya.
Sebagai lubang hitam biner potensial, OJ 287 juga memiliki kegunaan penting lainnya.
“Properti khususnya menjadikan galaksi kandidat yang ideal untuk penelitian lebih lanjut dalam menggabungkan lubang hitam dan gelombang gravitasi terkait,” kata Traianou.
Meskipun dua lubang hitam yang diusulkan dalam sistem OJ 287 akan bertabrakan dan akhirnya bergabung, acara Titanic ini tidak akan terjadi dalam waktu dekat. Namun, mereka yang tak terhindarkan dalam satu sama lain adalah melepaskan gelombang gravitasi yang terus-menerus lemah. Detektor gelombang gravitasi kami saat ini tidak dapat mendeteksi gelombang gravitasi ini karena terlalu lemah dan panjang gelombangnya terlalu besar. Berpotensi, array waktu pulsar, di mana waktu pulsa reguler-sebagai-jam dari spinning pulsar menjadi terganggu ketika gelombang gravitasi berlalu di antara kami dan pulsar, dapat mendeteksi gelombang gravitasi dari OJ 287.
Lebih jauh ke masa depan, Badan Antariksa EropaMisi antena antena antena antena (LISA) laser, yang diharapkan diluncurkan pada pertengahan 2010-an, dapat mendeteksi merger akhirnya lubang hitam supermasif biner seperti itu, yang menghasilkan gelombang gravitasi dengan panjang gelombang terlalu lama untuk detektor yang terikat bumi.
Temuan ini diterbitkan 30 Juli di jurnal Astronomi & Astrofisika.
