Gambar kawasan tengah galaksi bintang M82. Kredit gambar: NASA Klik untuk membesarkan
Para saintis yang menggunakan Rossi X-ray Timing Explorer NASA telah menemui bintang yang ditakdirkan mengorbit apa yang kelihatan seperti lubang hitam bersaiz sederhana? kategori "di antara" lubang hitam berteori yang telah menghindari pengesahan dan mengecewakan para saintis selama lebih dari satu dekad.
Dengan penemuan bintang dan tempoh orbitnya, para saintis kini selangkah lagi untuk mengukur jisim lubang hitam seperti itu, langkah yang akan membantu mengesahkan keberadaannya. Tempoh dan lokasi bintang sudah sesuai dengan teori utama bagaimana lubang hitam ini dapat terbentuk.
Pasukan yang diketuai oleh Prof Philip Kaaret dari University of Iowa, Iowa City, mengumumkan keputusan ini hari ini di Science Express. Hasilnya juga akan muncul dalam edisi Sains 27 Januari.
"Kami menangkap bintang yang tidak biasa ini dalam tahap yang unik dalam evolusinya, menjelang akhir hayatnya ketika ia melambung ke fasa gergasi merah," kata Kaaret. "Akibatnya, gas dari bintang tumpah ke lubang hitam, menyebabkan seluruh wilayah menyala. Ini adalah wilayah langit yang dipelajari dengan baik, dan kami melihat bintang itu dengan sedikit keberuntungan dan ketekunan. "
Lubang hitam adalah objek yang begitu padat dan dengan kekuatan graviti yang begitu kuat sehingga tidak ada, bahkan cahaya, yang dapat melepaskan diri dari tarikannya sekali dalam batasnya. Kawasan lubang hitam menjadi kelihatan apabila jirim jatuh ke arahnya dan memanaskan hingga suhu tinggi. Cahaya ini dipancarkan sebelum materi melintasi sempadan, yang disebut cakerawala peristiwa.
Galaksi kita dipenuhi dengan berjuta-juta lubang hitam berjisim bintang, masing-masing dengan sejumlah cahaya matahari. Ini terbentuk dari keruntuhan bintang yang sangat besar. Sebilangan besar galaksi memiliki lubang hitam supermasif, yang mengandungi berjuta-juta hingga berbilion matahari yang terbatas pada wilayah yang tidak lebih besar daripada sistem suria kita. Para saintis tidak tahu bagaimana bentuknya, tetapi kemungkinan ini menyebabkan kejatuhan sejumlah besar gas primordial.
"Dalam dekad yang lalu, beberapa satelit telah menemui bukti kelas baru lubang hitam, yang mungkin antara 100 dan 10,000 jisim suria," kata Dr Jean Swank, saintis projek Rossi Explorer di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, Greenbelt , Md. "Terdapat perdebatan mengenai massa dan bagaimana lubang hitam ini akan terbentuk. Rossi telah memberikan pandangan baru yang besar. "
Lubang hitam jisim pertengahan yang disyaki ini disebut objek sinar-sinar ultra-bercahaya kerana ia adalah sumber sinar-X yang terang. Sebenarnya, sebahagian besar anggaran jisim lubang hitam ini hanya berdasarkan pada pengiraan seberapa kuat tarikan graviti diperlukan untuk menghasilkan cahaya keamatan yang diberikan.
Kumpulan Kaaret di University of Iowa, yang merangkumi Prof Cornelia Lang dan Melanie Simet, seorang sarjana, membuat pengukuran yang dapat digunakan dalam persamaan untuk mengira secara langsung jisim. Dengan menggunakan fizik Newton yang sederhana, para saintis dapat mengira jisim objek setelah mereka mengetahui jangka masa dan kecepatan objek kecil yang berputar di sekelilingnya.
"Kami mendapati kenaikan dan penurunan sinar-X setiap 62 hari, kemungkinan disebabkan oleh orbit bintang pendamping di sekitar lubang hitam," kata Simet. Akan tetapi, halaju sukar ditentukan kerana bintang terletak di kawasan yang kabur. Ini menyukarkan teleskop optik dan inframerah untuk memerhatikan bintang dan membuat pengiraan halaju. Namun buat masa ini, hanya mengetahui tempoh orbit sangat mendedahkan.
Lubang hitam massa yang disyaki, yang dikenali sebagai M82 X-1, adalah objek sinar-sinar ultra-bercahaya yang dikaji dengan baik dalam gugus bintang berdekatan yang mengandungi kira-kira satu juta bintang yang dimasukkan ke kawasan yang hanya sekitar 100 tahun cahaya. Teori terkemuka mencadangkan bahawa banyak bintang bertabrakan dalam jangka masa yang pendek di kawasan yang sesak akan mewujudkan bintang raksasa berumur pendek yang runtuh menjadi lubang hitam berjisim 1.000-suria. Kluster berhampiran M82 X-1 mempunyai ketumpatan yang cukup tinggi untuk membentuk lubang hitam seperti itu. Tidak ada pendamping normal yang dapat menyediakan bahan bakar yang cukup untuk membuat M82 X-1 bersinar dengan sangat terang. Tetapi tempoh orbit 62 hari menunjukkan bahawa pasangan mesti mempunyai ketumpatan yang sangat rendah. Ini sesuai dengan senario bintang super raksasa yang kembung kehilangan jisim pada kadar yang cukup tinggi untuk memacu M82 X-1.
"Dengan penemuan tempoh orbit ini, kita sekarang mempunyai gambaran yang konsisten mengenai keseluruhan evolusi binari lubang hitam massa pertengahan," kata Kaaret. "Ia dibentuk dalam kelompok bintang 'super'; lubang hitam kemudian menangkap bintang pendamping; bintang pendamping berkembang ke tahap gergasi; dan kami sekarang melihatnya sebagai sumber sinar-X yang sangat bercahaya kerana bintang pendamping telah berkembang dan memberi makan lubang hitam. "
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
