Dua lubang hitam supermasif telah ditemukan di 'galaksi fosil' yang tercipta dari tabrakan tersebut, dan ukurannya sangat besar sehingga menolak untuk bertabrakan dan bergabung. Penemuan ini dapat menjelaskan mengapa, meskipun secara teori penggabungan lubang hitam supermasif telah diprediksi, namun hal tersebut tidak pernah teramati.
Sistem lubang hitam supermasif terletak di galaksi elips B2 0402+379. Kedua lubang hitam tersebut bersama-sama memiliki massa 28 satu miliar Ukurannya dua kali lebih besar dari Matahari, menjadikannya lubang hitam biner paling masif yang pernah ada. Tak hanya itu, komponen biner sistem ini merupakan yang terdekat dari sepasang lubang hitam supermasif yang hanya berjarak 24 tahun cahaya.
Ini adalah satu-satunya lubang hitam biner yang telah diselesaikan dengan cukup detail untuk melihat kedua objek secara terpisah. Anehnya, meskipun kedekatan kedua objek tersebut menunjukkan bahwa keduanya harus bertabrakan dan menyatu, keduanya tampaknya berada dalam tarian orbit yang sama satu sama lain selama lebih dari 3 miliar tahun.
Terkait: Sepasang lubang hitam supermasif yang paling dekat dengan Bumi terletak di puing-puing tabrakan galaksi
Tim yang menemukan keduanya dalam data yang dikumpulkan oleh teleskop Gemini North di Hawaii percaya bahwa lubang hitam supermasif dicegah untuk bergabung karena massanya yang sangat besar.
“Biasanya, galaksi yang berisi pasangan lubang hitam yang lebih ringan tampaknya memiliki cukup bintang dan massa untuk mendorong keduanya dengan cepat,” kata Roger Romani, anggota tim dan profesor fisika di Universitas Stanford. penyataan. “Karena pasangan ini sangat berat, dibutuhkan banyak bintang dan gas untuk menyelesaikan pekerjaannya. Namun keduanya membersihkan galaksi pusat dari materi tersebut, sehingga tidak dapat dioperasikan.”
Dua pasang lubang hitam supermasif belum kompatibel…
B2 0402+379 adalah “gugus fosil” yang mewakili apa yang terjadi ketika sejumlah besar bintang dan gas bergabung menjadi satu galaksi masif. Besarnya massa dua lubang hitam supermasif di intinya menunjukkan bahwa serangkaian penggabungan antara lubang hitam yang lebih kecil menciptakan lubang hitam tersebut ketika beberapa galaksi dalam gugus tersebut bertemu dan bergabung menjadi satu.
Para ilmuwan percaya bahwa di jantung sebagian besar galaksi, atau bahkan seluruh galaksi, terdapat lubang hitam masif dengan massa yang setara dengan jutaan atau miliaran matahari. Sebuah bintang tunggal tidak dapat runtuh untuk menghasilkan lubang hitam sebesar itu, sehingga lubang hitam supermasif diperkirakan lahir melalui rantai penggabungan antara lubang hitam yang lebih besar dan lebih masif.
Ketika galaksi yang sama bertabrakan dan bergabung, para ilmuwan berhipotesis bahwa lubang hitam supermasif di intinya bergerak bersama membentuk pasangan biner. Saat mereka mengorbit satu sama lain, lubang hitam ini mengeluarkan riak dalam ruangwaktu yang disebut gelombang gravitasi yang membawa momentum sudut menjauhi keduanya, menyebabkan lubang hitam mengorbit lebih dekat satu sama lain.
Pada akhirnya, ketika lubang hitam berada cukup dekat, gravitasinya akan mengambil alih, dan lubang hitam tersebut akan bertabrakan dan menyatu seperti yang terjadi pada lubang hitam yang bertabrakan untuk menciptakannya. Pertanyaannya adalah: Mungkinkah lubang hitam supermasif berukuran begitu besar sehingga tabrakannya bisa berhenti?
Untuk lebih memahami sistem lubang hitam berat ini, tim beralih ke data arsip yang dikumpulkan oleh instrumen Gemini Multi-Object Spectrograph (GSO) Gemini North. Hal ini memungkinkan mereka untuk menentukan kecepatan bintang di dekat dua lubang hitam supermasif, dan juga massa total kedua lubang hitam tersebut.
“Sensitivitas GMOS yang sangat baik memungkinkan kami memetakan peningkatan kecepatan bintang ketika kita melihat pusat galaksi,” tambah Roman. “Dengan ini, kami dapat menyimpulkan total massa lubang hitam di luar sana“.
Penggabungan terhenti
Massa dua lubang hitam dalam sistem ini begitu besar sehingga tim yakin dibutuhkan sejumlah besar bintang di sekitar mereka untuk mendekatkan kedua lubang hitam supermasif tersebut. Namun, ketika hal ini terjadi, energi yang bocor dari keduanya melemparkan materi menjauh dari sekitarnya.
Hal ini menyebabkan pusat B2 0402+379 tidak memiliki bintang dan gas yang cukup dekat dengan biner untuk mengekstraksi energi darinya. Akibatnya, pergerakan kedua lubang hitam supermasif ini terhadap satu sama lain terhenti saat mereka mendekati tahap akhir sebelum bergabung.
Hasil tim ini memberikan konteks penting mengenai pembentukan lubang hitam biner supermasif setelah penggabungan galaksi, namun juga mendukung gagasan bahwa massa biner ini merupakan bagian integral untuk mencegah lubang hitam mengikutinya.
Tim saat ini tidak yakin apakah dua lubang hitam supermasif dalam biner terberat yang pernah ditemukan pada akhirnya akan mengatasi jeda fusi ini, atau apakah mereka akan tetap berada dalam keadaan fusi limbo secara permanen.
“Kami menantikan penyelidikan lanjutan terhadap inti B2 0402+379 di mana kita akan melihat berapa banyak gas yang ada,” kata penulis utama penelitian dan mahasiswa sarjana Stanford, Tirath Surti. “Ini akan memberi kita lebih banyak wawasan tentang apakah lubang hitam supermasif pada akhirnya bisa bergabung atau akan tetap terjebak sebagai biner.”
Salah satu cara untuk menghentikan pertikaian besar ini adalah jika galaksi lain bergabung dengan B2 0402+379, sehingga melemparkan lebih banyak bintang, gas, dan lubang hitam besar lainnya ke dalam galaksi tersebut dan mengganggu keseimbangan yang rapuh ini. Namun, fakta bahwa B2 0402+379 adalah fosil galaksi yang tidak mengalami gangguan selama miliaran tahun membuat skenario ini mungkin terjadi.
Satu hal yang dikonfirmasi oleh penelitian ini adalah betapa bergunanya data arsip dari teleskop seperti Gemini North, yang digabungkan dengan teleskop Gemini South di sebuah gunung di Andes Chili untuk membentuk Gemini International Observatory, bagi para astronom.
“Arsip data yang ada di Observatorium Internasional Gemini berisi banyak penemuan ilmiah yang belum dimanfaatkan,” kata Martin Steele, direktur program Observatorium Internasional Gemini di Nation Science. “Pengukuran kolektif biner lubang hitam masif ini adalah contoh menakjubkan dari potensi dampak penelitian baru yang mengeksplorasi arsip kaya ini.”
Penelitian tim dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.
“Penggemar bir. Sarjana budaya pop yang setia. Ninja kopi. Penggemar zombie jahat. Penyelenggara.”
More Stories
Para ilmuwan memecahkan misteri “Pohon Kehidupan” kuno.
“Belum pernah terjadi sebelumnya” – karbon dioksida meningkat sepuluh kali lebih cepat dibandingkan kapan pun dalam sejarah
Matahari mengeluarkan jilatan api matahari terbesarnya dalam hampir satu dekade