PARA ilmuwan menemukan beberapa lubang hitam supermasif berputar jauh lebih Segera dari yang diperkirakan sebelumnya. Penemuan ini merupakan hasil dari metode baru yang disebut “arkeologi lubang hitam,” yang menghubungkan laju putaran lubang hitam dengan gas dan debu yang telah mereka konsumsi selama lebih dari 7 miliar tahun sejarah kosmik.
Intervensi yang berasal dari survei Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ini mengungkap beberapa hal menarik. Pertama, alam semesta awal mungkin lebih teratur daripada yang diperkirakan sebelumnya. Kedua, pertumbuhan lubang hitam supermasif Bukan hanya terjadi melalui penggabungan bertahap dari lubang hitam yang semakin besar akibat tabrakan dan penggabungan galaksi, tetapi juga didukung konsumsi besar-besaran gas dan debu di sekitarnya.
“Kami telah mempelajari lubang hitam raksasa yang berada di pusat galaksi, dari masa sekarang hingga sejauh 7 miliar tahun yang Lewat,” kata Logan Fries, Member tim dari Universitas Connecticut, dalam sebuah pernyataan. “Secara tak terduga, kami menemukan mereka berputar terlalu Segera Apabila hanya terbentuk melalui penggabungan galaksi saja.
“Mereka Niscaya juga terbentuk dengan mengakumulasi material yang Terperosok ke dalamnya, yang Membangun lubang hitam bertambah besar secara bertahap sekaligus mempercepat putarannya.”
Mengukur Putaran Lubang Hitam Bukanlah Hal Mudah
Meskipun lubang hitam supermasif Mempunyai massa jutaan hingga miliaran kali lipat dari Mentari dan Bisa membentuk seluruh galaksi di sekitarnya, secara keseluruhan, mereka sebenarnya cukup sederhana.
Mereka dapat didefinisikan hanya dengan tiga Tanda khas Primer: massa, putaran, dan, yang kurang Krusial, muatan listrik. Fisikawan John Wheeler bahkan pernah menggambarkan kesederhanaan ini dengan mengatakan “lubang hitam Bukan Mempunyai rambut,” artinya Bukan Eksis fitur tambahan yang membedakan mereka selain dari dua Tanda khas Primer tersebut.
“Lubang hitam tampak sangat eksotis, tetapi Anda Bisa mendeskripsikannya hanya dengan dua Nomor: massa dan tingkat putaran,” Jernih Fries. “Masalahnya, massa sulit diukur, dan putaran bahkan lebih sulit.”
Kecepatan putaran lubang hitam sulit dibedakan dari kecepatan rotasi cakram akresi—lapisan gas dan debu berbentuk pipih yang mengelilinginya.
“Tantangannya terletak pada memisahkan putaran lubang hitam dari putaran cakram akresi yang mengelilinginya,” kata Jonathan Trump, peneliti dari Universitas Connecticut yang juga Member tim. “Kuncinya adalah Menonton area terdalam, tempat gas Terperosok ke cakrawala peristiwa lubang hitam.
“Ketika lubang hitam berputar, ia menyeret material terdalam tersebut bersamanya, yang menciptakan perbedaan yang Bisa diamati Demi kita menganalisis detail pengukuran.”
Rekaman Fosil Kosmik
Tim peneliti menangani tantangan mengukur putaran lubang hitam dengan menggunakan proyek Reverberation Mapping dari SDSS. Proyek ini telah melakukan pengukuran massa yang sangat presisi Kepada ratusan lubang hitam serta mengamati struktur cakram akresi dengan detail tinggi.
Data yang diperoleh berbentuk spektrum Terang yang dipancarkan di seluruh spektrum elektromagnetik. Dengan analisis ini, para ilmuwan dapat mulai mengukur kecepatan putaran lubang hitam di pusat galaksi.
Perubahan kecil dalam panjang gelombang Terang memberikan banyak informasi mengenai rotasi lubang hitam. Demi material Terperosok ke dalam lubang hitam, ia juga membawa momentum sudut, yang dapat mengungkap riwayat pertumbuhan lubang hitam tersebut.
“Saya menyebut pendekatan ini sebagai ‘arkeologi lubang hitam’ karena kita mencoba memahami bagaimana massa lubang hitam bertambah seiring waktu,” kata Fries. “Dengan Menonton putaran lubang hitam, kita sebenarnya sedang membaca rekaman fosilnya.”
Rekaman “fosil” ini dapat diuraikan dengan membandingkan tingkat putaran yang diamati dengan tingkat yang diprediksi.
Demi ini, model yang paling diterima menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif tumbuh melalui penggabungan, yang terjadi ketika galaksi induknya bertabrakan dan menyatu. Karena masing-masing galaksi Mempunyai tingkat rotasi dan orientasi yang berbeda, ketika mereka bergabung, rotasi tersebut Bisa saling meniadakan atau malah saling menguatkan—kedua hasil ini Semestinya Mempunyai kemungkinan yang sama besar.
Berdasarkan teori ini, ilmuwan memperkirakan bahwa lubang hitam Semestinya berputar dengan sangat Lamban. Tetapi, hasil penelitian ini menunjukkan sebaliknya.
Tak hanya menemukan bahwa banyak lubang hitam berputar lebih Segera dari yang diharapkan, penelitian ini juga mengungkap bahwa lubang hitam di galaksi yang lebih jauh Mempunyai putaran yang bahkan lebih Segera dibandingkan yang berada di alam semesta lokal.
Hal ini mengindikasikan putaran lubang hitam Bisa bertambah secara bertahap seiring waktu. Salah satu Langkah yang memungkinkan adalah melalui akumulasi momentum sudut dari debu dan gas yang masuk ke dalam lubang hitam secara perlahan.
Para peneliti dapat menguji lebih lanjut gagasan ini dan memverifikasi hasilnya dengan menggunakan pengamatan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST). Sejak dioperasikan tiga tahun Lewat, JWST telah menemukan lubang hitam supermasif dari periode yang semakin awal dalam sejarah alam semesta.
“Lubang hitam Cocok-Cocok berada di garis depan pemahaman Insan,” kata Juna Kollmeier, Direktur SDSS-V, fase terbaru dari proyek SDSS. “Kami melakukan survei astronomi besar seperti SDSS Kepada membangun gambaran astrofisika empiris mengenai sifat dasar lubang hitam, sehingga teori-teori kami dapat diuji kebenarannya.” (space/Z-3)
