Astronom Temukan Flare Raksasa Menembak Dari Lubang Hitam

Ilustrasi ini menunjukkan bagaimana pergeseran korona dapat membuat suar sinar-X di sekitar lubang hitam. Korona berkumpul ke dalam (kiri), menjadi lebih cerah, sebelum menembak jauh dari lubang hitam (tengah dan kanan). Para astronom tidak tahu mengapa korona bergeser, tetapi mereka telah belajar bahwa proses ini mendorong terjadinya flare sinar-X.

AstroNesia ~ Ketika kita berbicara tentang flare dari lubang hitam, orang selalu mengatakan "Saya pikir tidak ada yang bisa lolos dari lubang hitam ..."

Dan itu benar. Menurut definisi, lubang hitam memiliki gravitasi sangat kuat sehingga tidak ada yang dapat melarikan diri darinya, bahkan cahaya, itu kalau sudah masuk dalam cakrawala peristiwanya. Tetapi lubang hitam juga membuat daerah menarik di sekitar mereka, di luar cakrawala peristiwa. Di luar cakrawala peristiwa, flare dapat melarikan diri dari lubang hitam.


NASA mengatakan bahwa baru-baru ini, dua pengamatan observatorium sinar-X mereka, NASA Swift dan Nuclear Spectroscopic Telescope Array atau NuSTAR menangkap suar sinar-X raksasa yang berada di antara lubang hitam. Pengamatan ini dapat baru membantu astronom memahami bagaimana lubang hitam supermasif memancarkan flare kolosal.

Hasil pengamatan ini menunjukkan korona lubang hitam supermasif - sumber misterius partikel yang sangat energik di sekitar lubang hitam. Mereka menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif mengirimkan pancaran sinar-X saat korona menembak atau meluncur, jauh dari lubang hitam dengan kecepatan hampir 20 persen kecepatan cahaya.

Jika Anda belum pernah mengikuti penelitian lubang hitam supermasif secara lebih teliti, maka kata korona dalam konteks ini mungkin baru. Kita tahu bahwa lubang hitam supermasif dikelilingi oleh cakram material panas dan bercahaya. Gravitasi lubang hitam menarik gas ke dalamnya, memanaskan material ini dan menyebabkan ia bersinar dengan berbagai jenis cahaya yang berbeda. Selama beberapa dekade terakhir, berbagai bentuk emisi datang dan dikaitkan dengan lubang hitam.

Dalam beberapa tahun terakhir, para astronom telah memvisualisasikan sumber lain dari radiasi dekat disk lubang hitam. Itu adalah korona yang misterius. Para astronom memvisualisasikan korona sebagai sesuatu yang terdiri dari partikel-partikel yang sangat energik yang menghasilkan cahaya sinar-X. Tapi rincian tentang korona - bagaimana mereka terbentuk, seperti apa mereka terlihat, dan bahkan di mana posisi pasti mereka di sekitar lubang - masih belum jelas.

Namun, menurut penelitian baru ini, korona lubang hitam supermasif tampaknya menjadi penyebab flare di lubang hitam. Flare ini bukan akibat dari korona sendiri, tapi mereka meluncur dengan kecepatan tinggi jauh dari lubang hitam.

Dan Wilkins dari Universitas Saint Mary di Halifax, Kanada, penulis utama laporan ini mengatakan "Ini pertama kalinya kami telah mampu menghubungkan peluncuran korona dengan flare. Hal ini akan membantu kita memahami bagaimana lubang hitam supermasif memberi tenaga pada beberapa objek paling terang di alam semesta.

Para astronom berpikir korona mungkin salah satu dari dua konfigurasi ini :

Model tiang lampu mengatakan mereka adalah sumber kompak cahaya, mirip dengan bola lampu, yang terletak di atas dan di bawah lubang hitam, di sepanjang sumbu rotasi.

Model Sandwich mengusulkan bahwa korona tersebar lebih merata, baik sebagai awan yang lebih besar di sekitar lubang hitam, atau sebagai semacam sandwich yang menyelubungi disk material seperti irisan roti.

Namun data terbaru mendukung teori tiang lampu.

Pengamatan dimulai pada 2007, ketika satelit Swift, yang memonitor langit untuk mencari ledakan kosmik sinar-X dan sinar gamma, menagkap flare besar yang datang dari lubang hitam supermasif yang disebut Markarian 335, atau Mrk 335, yang terletak 324 juta tahun cahaya ke arah konstelasi Pegasus. Lubang hitam supermasif ini, yang duduk di pusat galaksi Mrk 335, pernah menjadi salah satu sumber sinar-X terang di langit.

Luigi Gallo, peneliti utama untuk proyek di Universitas Saint Mary, mengatakan "Sesuatu yang sangat aneh terjadi di tahun 2007, ketika Mrk 335 memudar dengan faktor 30. Apa yang kami temukan adalah itu adalah flare yang terus meletus tetapi belum mencapai tingkat kecerahan dan stabilitas yang terlihat sebelumnya.

Tujuh tahun kemudian, pada bulan September 2014, Swift kembali menagkap flare besar Mrk 335. Setelah Gallo menemukan, ia mengirim permintaan ke tim NuSTAR untuk cepat menindaklanjutinya.  Delapan hari kemudian, NuSTAR menetapkan mata siar-X nya pada target, menyaksikan flare itu.

Setelah pemeriksaan data yang cermat, para astronom mengatakan, mereka menyadari bahwa mereka melihat lontaran korona lubang hitam dan pada akhirnya runtuh.

"Korona pada awalnya berkumpul kedalam, dan kemudian meluncurkan ke atas seperti jet", kata Wilkins. "Kami masih tidak tahu bagaimana jet terbntuk dalam lubang hitam, tapi kemungkinan yang menarik adalah korona lubang hitam ini mulai membentuk dasar dari jet sebelum runtuh."

Bagaimana bisa para peneliti mengatakan korona berpindah? Korona mengeluarkan cahaya sinar-X yang memiliki spektrum yang sedikit berbeda ("warna" sinar-X) dari cahaya yang datang dari disk di sekitar lubang hitam. Dengan menganalisis spektrum cahaya sinar-X dari Mrk 335 di berbagai panjang gelombang yang diamati oleh Swift dan NuSTAR, para peneliti bisa mengatakan bahwa cahaya sinar-X korona yang pernah cerah dan saat ini masih mencerah disebabkan karena gerakan korona.

Korona bisa bergerak cepat. Korona di Mrk 335 sedang melakukan perjalanan sekitar 20 persen kecepatan cahaya. Ketika ini terjadi, dan korona meluncurkan ke arah kita, cahayanya cerah dalam efek yang disebut relativistic Doppler boosting.

Dengan mempelajari semua data, hasil menunjukkan bahwa flare sinar-X dari lubang hitam ini disebabkan oleh lontaran korona.

"Sifat dari sumber energik sinar-X yang kita sebut korona mash misterius, tapi sekarang dengan kemampuan untuk melihat perubahan dramatis seperti ini, kita mendapatkan petunjuk tentang ukuran dan struktur nya," kata Fiona Harrison dari California Institute of Technology di Pasadena.

Masih banyak hal yang belum terpecahkan menyangkut kasus ini, seperti apa yang mengusir korono dari tempatnya pertama.