Jet yang goyah dan aneh mungkin merupakan bukti adanya pasangan lubang hitam supermasif yang sulit dipahami

Jet yang meledak dengan memberi makan lubang hitam supermasif di jantung galaksi aktif bisa menjadi lebih cerah dan melengkung karena “goyangan” yang disebabkan oleh lubang hitam supermasif yang mengorbit kedua, sebuah studi baru melaporkan.

Pengungkapan ini dapat membantu para astronom memburu biner lubang hitam supermasif, yang meskipun bersifat raksasa, tetap menjadi jarum di tumpukan jerami kosmik.

Cela peut vous intéresser : Relawan Kolombia melepaskan ratusan bayi penyu sungai

Inti galaksi aktif (AGNs) yang ditenagai oleh lubang hitam supermasif seringkali sangat terang sehingga mampu mengungguli setiap bintang di galaksi di sekitarnya jika digabungkan. Ketika jet dari AGN diarahkan langsung ke Bumi, peristiwa di jantung galaksi ini disebut “blazars.”

Terkait: Gambar: Lubang hitam di alam semesta

Avez-vous vu cela : Reencuentros de Lionel Messi en el Inter Miami

AGN ini sering kali menyala dan menjadi cerah sebentar. Pengamatan selama bertahun-tahun terhadap jet blazar menunjukkan bahwa jet blazar tidak selurus yang diperkirakan, malah sering meliuk dan melengkung. Kedua fenomena ini dikaitkan dengan sejumlah besar materi dari piringan akresi gas dan debu yang mengelilingi lubang hitam yang tiba-tiba menuju ke inti dan dikeluarkan oleh jet atau diumpankan ke lubang hitam.

Temuan baru menunjukkan bahwa penjelasan ini mungkin terlalu sederhana, alih-alih menyatakan bahwa jet yang bengkok dan kecerahan AGN bisa disebabkan oleh sesuatu yang membuat jet tersebut “goyah” atau presesi. Goyangan ini mungkin disebabkan oleh lubang hitam kedua yang bersembunyi di jantung galaksi blazar, menurut studi baru. Alternatifnya, jet yang berputar-putar bisa disebabkan oleh lengkungan piringan akresi di sekitar lubang hitam supermasif tunggal.

“Kami menyajikan bukti dan mendiskusikan kemungkinan bahwa hal ini sebenarnya adalah presesi sumber jet, baik yang disebabkan oleh lubang hitam biner supermasif di titik kaki jet atau – yang lebih kecil kemungkinannya – oleh piringan akresi yang melengkung di sekitar satu lubang hitam. lubang, yang bertanggung jawab atas variabilitas yang diamati,” kata pemimpin studi Silke Britzen, peneliti di Institut Max Planck untuk Radio Astronomi di Bonn, Jerman, dalam sebuah pernyataan.

Apakah ada dua perusahaan untuk blazar lubang hitam supermasif?

Pancaran dari blazar, menurut tim, akan terpaksa mengembara akibat pengaruh gravitasi lubang hitam supermasif kedua saat mengorbit lubang hitam supermasif utama AGN.

“Fisika piringan dan jet akresi agak rumit, namun kinematika massalnya (cabang mekanika yang berkaitan dengan gerakan benda tanpa mempertimbangkan gaya di balik gerakan itu) dapat dibandingkan dengan giroskop sederhana,” rekan penulis studi Michal Zajaček, dari Universitas Masaryk di Republik Ceko, mengatakan dalam pernyataan yang sama. “Jika Anda menggunakan torsi eksternal pada piringan akresi, misalnya, oleh lubang hitam sekunder yang mengorbit, ia akan mengalami presesi dan mengalami nutasi, dan bersamaan dengan itu, jet juga akan mengalami hal yang sama.”

Hal serupa terjadi pada sumbu rotasi bumi yang dipengaruhi oleh bulan dan matahari, tambah Zajaček.

Pusaran jet dari AGN secara alami akan menyebabkan perubahan kecerahannya secara berkala, sesuatu yang telah diamati selama bertahun-tahun pada sejumlah peristiwa bertenaga lubang hitam ini.

Pada tahun 2018, tim menerapkan model variasi kecerahan dan pembengkokan jet ke OJ 287, sebuah AGN yang terletak 5 miliar tahun cahaya dari Bumi dan merupakan kandidat untuk menampung lubang hitam supermasif biner.

Kini, para ilmuwan telah menerapkan model tersebut pada 12 AGN yang lebih terang. Mereka menemukan bahwa kelengkungan jet dan kecerahan AGN memang bisa mengarah ke lubang hitam kedua yang menyebabkan goyangan pada jet tersebut.

Tim tidak dapat sepenuhnya mengesampingkan faktor-faktor dalam fisika jet, seperti gelombang kejut atau ketidakstabilan pada jet, atau bahkan medan magnet, sebagai kekuatan pendorong di balik jet yang melengkung. Namun, mereka berpendapat, jet yang dimaksud tidak akan begitu melengkung atau terang jika bukan karena goyangannya.

Selain itu, para peneliti dapat mendeteksi tanda-tanda presesi tambahan, meskipun amplitudonya lebih kecil, dalam cahaya radio yang berasal dari jet, yang menurut mereka merupakan bukti tingkat kedua dari model mereka.

Pekerjaan tim pada akhirnya dapat memberi para astronom cara yang lebih baik untuk mencari biner lubang hitam supermasif di jantung galaksi di alam semesta.

“Kami masih kekurangan resolusi yang memadai untuk menyelidiki keberadaan lubang hitam biner supermasif secara langsung,” Britzen menyimpulkan. “Tetapi presesi jet tampaknya memberikan tanda terbaik dari objek-objek ini, yang keberadaannya diharapkan tidak hanya oleh komunitas lubang hitam/AGN tetapi juga dari komunitas gelombang gravitasi/pulsar, yang baru-baru ini menerbitkan bukti keberadaan latar belakang gravitasi kosmik yang disebabkan oleh fenomena tersebut. hingga gelombang gravitasi yang dipancarkan oleh penggabungan lubang hitam masif sepanjang sejarah kosmik.”

Studi ini dipublikasikan pada bulan Juli di The Astrophysical Journal.