Lubang hitam yang paling besar mencapai titik tertentu dan kemudian tidak tumbuh lagi, menurut tinjauan terbaik setakat ini mengenai lubang hitam yang dibuat dengan Observatorium Chandra X-ray NASA. Para saintis juga telah menemui banyak lubang hitam yang sebelumnya tersembunyi yang jauh di bawah had berat badan mereka.
Hasil baru ini membuktikan karya teoritis baru-baru ini mengenai bagaimana lubang hitam dan galaksi tumbuh. Lubang hitam terbesar, yang mempunyai sekurang-kurangnya 100 juta kali massa Matahari, makan dengan rakus semasa awal Alam Semesta. Hampir semuanya kehabisan ‘makanan’ berbilion tahun yang lalu dan menjalani diet kelaparan paksa.
Fokus pada Lubang Hitam di Chandra Deep Field North Fokus pada Lubang Hitam di Chandra Deep Field North
Sebaliknya, lubang hitam antara kira-kira 10 dan 100 juta jisim solar mengikuti rancangan makan yang lebih terkawal. Kerana mereka mengambil sebahagian kecil makanan dan habuk, mereka terus bertambah hari ini.
"Data kami menunjukkan bahawa beberapa lubang hitam supermasif nampaknya penuh sesak, sementara yang lain lebih suka merumput", kata Amy Barger dari University of Wisconsin di Madison dan University of Hawaii, pengarang utama makalah yang menerangkan hasil dalam terbitan terbaru The Jurnal Astronomi (Feb 2005). "Kami sekarang lebih memahami dari sebelumnya bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh."
Satu wahyu adalah bahawa terdapat hubungan yang kuat antara pertumbuhan lubang hitam dan kelahiran bintang. Sebelum ini, ahli astronomi telah melakukan kajian dengan teliti mengenai tahap kelahiran bintang di galaksi, tetapi tidak mengetahui banyak tentang lubang hitam di pusat mereka.
"Galaksi-galaksi ini kehilangan bahan ke dalam lubang hitam pusatnya pada masa yang sama ketika mereka membuat bintang mereka," kata Barger. "Jadi mekanisme apa pun yang mengatur pembentukan bintang di galaksi juga mengatur pertumbuhan lubang hitam."
Ahli astronomi telah membuat bancian tepat mengenai lubang hitam aktif terbesar di kejauhan, dan lubang yang lebih kecil dan tenang lebih dekat. Sekarang, untuk pertama kalinya, yang di antara telah dikira dengan betul.
Pertumbuhan Lubang Hitam Terbesar digambarkan Pertumbuhan Lubang Hitam Terbesar yang digambarkan
"Kita perlu mempunyai jumlah yang tepat dari masa ke masa semua lubang hitam yang tumbuh jika kita berharap dapat memahami tabiat mereka, begitu juga," kata pengarang bersama Richard Mushotzky dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md.
Lubang hitam supermasif itu sendiri tidak dapat dilihat, tetapi gas yang dipanaskan di sekitarnya - sebahagiannya akhirnya akan jatuh ke dalam lubang hitam - menghasilkan sejumlah besar radiasi di pusat galaksi ketika lubang hitam tumbuh.
Kajian ini bergantung pada gambar sinar-X terdalam yang pernah diperoleh, Chandra Deep Fields North and South, plus tinjauan luas yang lebih luas mengenai suatu daerah yang disebut "Lockman Hole". Jarak ke sumber sinar-X ditentukan oleh tindak lanjut spektroskopi optik di teleskop Keck 10 meter di Mauna Kea di Hawaii, dan menunjukkan lubang hitam berkisar antara satu miliar hingga 12 miliar tahun cahaya.
Oleh kerana sinar-X dapat menembusi gas dan habuk yang menyekat pelepasan optik dan ultraviolet, gambar sinar-X pendedahan yang sangat panjang sangat penting untuk mencari lubang hitam yang sebaliknya tidak akan disedari.
Chandra mendapati bahawa banyak lubang hitam yang lebih kecil daripada kira-kira 100 juta Matahari terkubur di bawah sejumlah besar habuk dan gas, yang menghalang pengesanan cahaya optik dari bahan yang dipanaskan berhampiran lubang hitam. Sinar-X lebih bertenaga dan mampu menembusi habuk dan gas ini. Walau bagaimanapun, lubang hitam terbesar menunjukkan sedikit tanda kabur oleh habuk atau gas. Dalam bentuk kawalan diri yang berat, angin kencang yang dihasilkan oleh kegilaan makan lubang hitam mungkin telah membersihkan habuk dan gas yang tersisa.
Aspek lain dari pertumbuhan lubang hitam ditemui. Sebagai contoh, ukuran khas galaksi yang mengalami pembentukan lubang hitam supermasif berkurang dengan masa kosmik. “Penurunan kosmik” seperti ini sebelumnya diperhatikan untuk galaksi yang mengalami pembentukan bintang. Hasil ini menghubungkan dengan pemerhatian galaksi-galaksi berdekatan, yang mendapati bahawa jisim lubang hitam supermasif berkadar dengan jisim wilayah tengah galaksi tuan rumahnya.
Pengarang bersama lain dalam makalah terbitan The Astronomical Journal edisi Februari 2005 adalah Len Cowie, Wei-Hao Wang, dan Peter Capak (Institut Astronomi, Universiti Hawaii), Yuxuan Yang (GSFC dan Univ. Maryland , College Park), dan Aaron Steffan (Universiti Wisconsin, Madison).
Pusat Penerbangan Angkasa Marshall NASA, Huntsville, Ala., Menguruskan program Chandra untuk Direktorat Misi Angkasa NASA, Washington. Northrop Grumman dari Pantai Redondo, Calif., Sebelumnya TRW, Inc., adalah kontraktor pembangunan utama untuk balai cerap. Observatorium Astrofizik Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Chandra X-ray Center di Cambridge, Mass.
Maklumat dan gambar tambahan boleh didapati di: http://chandra.harvard.edu dan http://chandra.nasa.gov
Sumber Asal: Siaran Berita Chandra
