Lubang hitam supermasif yang tidak aktif dibangunkan sebentar oleh bintang-bintang yang hancur

Investigasi baru terhadap kelas galaksi misterius yang dikenal sebagai objek simetris kompak, atau CSO, telah mengungkapkan bahwa objek-objek ini tidak seperti yang terlihat. Organisasi masyarakat sipil adalah galaksi aktif yang menampung lubang hitam supermasif di intinya. Dari lubang hitam masif ini, dua jet dilepaskan, bergerak berlawanan arah dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Namun dibandingkan dengan galaksi lain yang memiliki jet ganas, jet ini tidak menjangkau jarak yang jauh, melainkan jauh lebih kompak.

Selama beberapa dekade, para astronom menduga bahwa CSO masih muda, dan pesawat mereka pada akhirnya akan menempuh jarak yang lebih jauh. Sekarang, laporan di tiga surat kabar berbeda masuk Jurnal Astrofisikatim peneliti yang dipimpin oleh California Institute of Technology menyimpulkan bahwa organisasi masyarakat sipil tidaklah muda, melainkan berumur relatif pendek.

“Organisasi masyarakat sipil ini tidaklah muda,” jelas Anthony (Tony) Redhead, Profesor Emeritus Astronomi Robinson, yang memimpin penyelidikan. “Anda tidak bisa menyebut anjing berusia 12 tahun sebagai miniatur meskipun umurnya lebih pendek dibandingkan manusia dewasa. Makhluk-makhluk ini adalah spesies berbeda yang hidup dan mati selama ribuan tahun, bukan jutaan tahun.” Tahun adalah hal biasa di galaksi dengan jet yang lebih besar.”

Dalam studi baru ini, tim meninjau literatur dan pengamatan sebelumnya terhadap lebih dari 3.000 kandidat OMS, memverifikasi bahwa 64 kandidat adalah kandidat asli dan mengidentifikasi 15 kandidat OMS tambahan. Semua objek ini sebelumnya telah diamati oleh Very Long Baseline Array (VLBA) milik National Radio Astronomy Observatory, dan beberapa telah diamati oleh teleskop radio resolusi tinggi lainnya.

“Pengamatan VLBA adalah yang paling detail dalam astronomi, memberikan gambar dengan detail yang setara dengan mengukur lebar rambut manusia pada jarak 100 mil,” kata Redhead.

Analisis tim menyimpulkan bahwa OMS menangkal pesawat selama 5.000 tahun atau kurang dan kemudian mati.

“Jet CSO adalah jet yang sangat aktif tetapi tampaknya berhenti bekerja,” kata Vikram Ravi, asisten profesor astronomi di Caltech dan salah satu penulis salah satu penelitian tersebut. “Jet berhenti mengalir dari sumbernya.”

Mengenai apa yang menjadi bahan bakar jet berumur pendek tersebut, para ilmuwan berpendapat bahwa penyebabnya adalah peristiwa gangguan pasang surut (TDE), yang terjadi ketika sebuah bintang mengembara terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif dan dimakan.

“Kami mengira satu bintang akan terkoyak, lalu seluruh energinya disalurkan ke dalam pancaran di sepanjang sumbu rotasi lubang hitam,” kata Redhead. “Sebuah lubang hitam raksasa awalnya tidak terlihat oleh kita, dan kemudian ketika ia melahap sebuah bintang, terjadilah ledakan. Lubang hitam tersebut memiliki bahan bakar, dan kita dapat melihatnya.”

Redhead adalah orang pertama yang mencurigai bahwa OMS mungkin didukung oleh TDE pada tahun 1990an, namun menurutnya gagasan tersebut sebagian besar luput dari perhatian komunitas ilmiah. “Hipotesis tersebut hampir terlupakan, karena bertahun-tahun berlalu sebelum bukti observasi TDE mulai terkumpul,” katanya. Pada saat hipotesis awalnya dibuat, hanya ada tiga organisasi masyarakat sipil yang ditemukan.

Maju ke tahun 2020. Redhead, yang telah menghentikan studi CSO-nya untuk menyelidiki berbagai masalah dalam astronomi radio, memutuskan sudah waktunya untuk meninjau kembali topik tersebut. Dia mengumpulkan beberapa rekannya di Zoom, dan mereka memutuskan untuk menggali literatur dan menyingkirkan hal-hal yang diberi label salah sebagai OMS. Selama dua tahun berikutnya, tim tersebut menyelidiki lebih dari 3.000 kandidat OMS, sehingga mempersempit jumlah kandidat menjadi hanya selusin kandidat yang memenuhi kriteria untuk menjadi OMS sejati.

Pada akhirnya, gambaran CSO mulai muncul sebagai sebuah keluarga jet yang punah jauh lebih cepat dibandingkan saudaranya yang raksasa, seperti Cygnus A yang sangat kuat, sebuah galaksi yang memuntahkan jet-jet yang sangat kuat dan bersinar terang di radio. panjang gelombang. . Jet-jet ini menjangkau jarak sekitar 230.000 tahun cahaya di setiap arah dan bertahan selama puluhan juta tahun. Sebaliknya, jet CSO melebar paling jauh sekitar 1.500 tahun cahaya dan menghilang setelah sekitar 5.000 tahun.

Menurut para astronom, jet CSO kemungkinan besar terbentuk ketika lubang hitam supermasif tidak hanya menyerang bintang mana pun, tetapi juga bintang masif.

“TDE yang kita lihat sebelumnya hanya berlangsung beberapa tahun,” kata Ravi. “Kami percaya bahwa TDE luar biasa yang menjadi bahan bakar CSO akan bertahan lebih lama karena bintang-bintang yang terganggu akan berukuran sangat besar, sangat masif, atau keduanya.”

Dengan menganalisis beragam gambar radio yang dimiliki oleh OMS, para peneliti mengatakan bahwa mereka dapat melacak bagaimana objek menua seiring berjalannya waktu, seperti melihat album foto kehidupan OMS untuk mengamati bagaimana jet mereka berevolusi. OMS yang lebih muda mempunyai pancaran yang lebih pendek dan lebih dekat ke lubang hitam, sedangkan objek yang lebih tua memiliki pancaran yang lebih jauh dari lubang hitamnya.

Meskipun sebagian besar jet mati, para ilmuwan memperkirakan bahwa satu dari 100 jet akan berumur sama dengan yang ada di Cygnus A. Dalam kasus yang jarang terjadi ini, galaksi kemungkinan besar akan bergabung dengan galaksi lain, sebuah proses bergejolak yang menciptakan ruang galaksi yang besar. . Kuantitas bahan bakar.

Jika temuan Redhead dan timnya dikonfirmasi melalui observasi tambahan, OMS akan memberikan cara baru untuk mempelajari bagaimana bintang masif di pusat galaksi berinteraksi dengan lubang hitam supermasif.

“Objek-objek ini sebenarnya merupakan kelompok berbeda dengan asal usulnya masing-masing, dan sekarang kita harus mempelajari lebih lanjut tentang objek-objek tersebut dan bagaimana mereka terbentuk,” kata Redhead. “Kemampuan untuk mempelajari objek-objek ini dalam rentang waktu bertahun-tahun hingga beberapa dekade, bukan jutaan tahun, telah membuka pintu bagi laboratorium yang benar-benar baru untuk mempelajari lubang hitam supermasif dan banyak kejutan mengejutkan dan tak terduga yang mereka miliki.”