Apakah persekitaran di sekitar lubang hitam? Ahli astronomi mendapat idea yang lebih baik dengan memerhatikan cahaya yang datang dari cakera penambahan yang mengelilingi lubang hitam. Cahaya tidak tetap - menyala, berkecai dan berkilau - dan kerlipan ini memberikan pandangan baru dan mengejutkan mengenai jumlah tenaga kolosal yang berasal dari sekitar lubang hitam. Dengan memetakan seberapa baik variasi cahaya yang terlihat sesuai dengan sinar X pada skala waktu yang sangat pendek, para astronom telah menunjukkan bahawa medan magnet mesti memainkan peranan penting dalam cara lubang hitam menelan jirim.
"Kerlipan cahaya yang cepat dari lubang hitam paling sering diperhatikan pada panjang gelombang sinar-X," kata Poshak Gandhi, yang memimpin pasukan antarabangsa yang melaporkan hasil ini. "Kajian baru ini adalah satu-satunya dari sebilangan kecil yang juga menjelajahi variasi cepat dalam cahaya yang dapat dilihat, dan yang paling penting bagaimana fluktuasi ini berkaitan dengan yang ada pada sinar-X."
Pemerhatian mengesan kerlipan lubang hitam secara serentak menggunakan dua instrumen berbeza, satu di tanah dan satu di ruang angkasa. Data sinar-X diambil menggunakan satelit Rossi X-ray Timing Explorer NASA. Cahaya yang dapat dilihat dikumpulkan dengan kamera berkelajuan tinggi ULTRACAM, sebuah alat pelawat di Teleskop Sangat Besar ESO (VLT), merakam hingga 20 gambar sesaat. ULTRACAM dikembangkan oleh ahli pasukan Vik Dhillon dan Tom Marsh. "Ini adalah antara pengamatan tercepat lubang hitam yang pernah diperoleh dengan teleskop optik yang besar," kata Dhillon.
Yang mengejutkan mereka, para astronom mendapati bahawa turun naik kecerahan cahaya yang kelihatan lebih pantas daripada yang dilihat pada sinar-X. Selain itu, variasi cahaya-cahaya dan sinar-X didapati tidak serentak, tetapi mengikuti pola yang berulang dan luar biasa: sebelum sinar X-ray menyala cahaya yang kelihatan redup, dan kemudian melonjak ke lampu kilat yang terang pecahan sesaat sebelum cepat menurun lagi.
Tonton filem turun naik.
Tiada radiasi ini muncul secara langsung dari lubang hitam, tetapi dari arus tenaga yang kuat dari bahan yang dicas elektrik di sekitarnya. Persekitaran lubang hitam terus dibentuk oleh kekuatan pesaing seperti graviti, daya tarikan dan tekanan letupan. Akibatnya, cahaya yang dipancarkan oleh arus panas jirim bervariasi dalam kecerahan dengan cara yang kacau dan tidak sengaja. "Tetapi corak yang terdapat dalam kajian baru ini memiliki struktur stabil yang menonjol di tengah kebolehubahan yang tidak semestinya kacau, dan dengan demikian, ia dapat memberikan petunjuk penting mengenai proses fizikal yang mendasari dalam tindakan," kata anggota pasukan Andy Fabian.
Pelepasan cahaya yang dapat dilihat dari kawasan lubang hitam secara meluas dianggap sebagai kesan sekunder, dengan ledakan sinar-X utama yang menerangi gas di sekitarnya yang kemudian bersinar dalam jarak yang terlihat. Tetapi jika demikian, setiap variasi cahaya tampak akan ketinggalan dari kebolehubahan sinar-X, dan jauh lebih lambat untuk memuncak dan memudar. "Kerlipan cahaya tampak yang cepat sekarang ditemui segera mengesampingkan senario ini untuk kedua sistem yang dikaji," tegas Gandhi. "Sebaliknya variasi sinar-X dan output cahaya yang kelihatan mesti mempunyai asal usul yang sama, dan yang sangat dekat dengan lubang hitam itu sendiri."
Medan magnet yang kuat mewakili calon terbaik untuk proses fizikal yang dominan. Bertindak sebagai takungan, mereka dapat menyerap tenaga yang dilepaskan dekat dengan lubang hitam, menyimpannya sehingga dapat dikeluarkan sama ada plasma pemancar sinar-X panas (berjuta-juta darjah), atau sebagai aliran zarah-zarah bermuatan yang bergerak pada jarak dekat dengan kelajuan cahaya. Pembahagian tenaga ke dalam kedua-dua komponen ini boleh menghasilkan corak ciri pemboleh ubah sinar-X dan cahaya-cahaya.
Kertas kerja penyelidikan ini: Di sini dan di sini
Sumber: ESO
