Lubang hitam dan galaksi inangnya, tumbuh tua bersama – Sains Terkini


Beberapa hubungan ditulis dalam bintang-bintang. Itu jelas merupakan kasus untuk lubang hitam supermasif dan galaksi inangnya, menurut sebuah penelitian baru dari Yale University. "Hubungan khusus" antara lubang hitam supermasif (SMBHs) dan inangnya – sesuatu yang telah diamati oleh para astronom dan fisikawan selama beberapa waktu – sekarang dapat dipahami sebagai ikatan yang dimulai pada awal pembentukan galaksi dan mengatakan bagaimana keduanya galaksi dan SMBH di pusatnya tumbuh seiring waktu, catat para peneliti.

Lubang hitam adalah titik di ruang di mana materi telah dipadatkan dengan sangat ketat sehingga menciptakan gravitasi yang kuat. Gravitasi ini cukup kuat sehingga cahaya pun tidak dapat lepas dari tarikannya. Lubang hitam bisa sekecil atom tunggal atau sebesar miliaran mil. Yang terbesar disebut lubang hitam "supermasif" dan memiliki massa yang sama dengan jutaan – atau bahkan milyaran – matahari.

SMBH sering ditemukan di pusat galaksi besar, termasuk galaksi kita sendiri, Bima Sakti. Meskipun SMBH secara teoritis diharapkan ada, petunjuk pengamatan pertama terdeteksi pada 1960-an; awal tahun ini, Event Horizon Telescope merilis siluet pertama dari lubang hitam di galaksi Messier 87. Para astrofisikawan terus berteori tentang asal-usul lubang hitam, bagaimana mereka tumbuh dan bersinar, dan bagaimana mereka berinteraksi dengan galaksi induk di berbagai lingkungan astronomi .


"Ada banyak ketidakpastian mengenai koneksi galaksi SMBH, khususnya apakah pertumbuhan SMBH lebih erat terkait dengan tingkat pembentukan bintang atau massa galaksi inang," kata ahli astrofisika Yale Priyamvada Natarajan, peneliti senior studi baru ini. , yang muncul di jurnal Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society. "Hasil ini merupakan bukti teoretis paling teliti untuk yang pertama – tingkat pertumbuhan lubang hitam tampaknya sangat erat dengan tingkat di mana bintang terbentuk di tuan rumah."

Natarajan telah memberikan kontribusi signifikan terhadap pemahaman kami tentang pembentukan, perakitan, dan pertumbuhan SMBH, sehubungan dengan lingkungan mereka. Karyanya berbicara pada pertanyaan mendasar apakah koneksi ini hanya korelasi atau tanda-tanda penyebab yang lebih dalam.

Natarajan dan timnya – penulis pertama Angelo Ricarte dan Michael Tremmel dari Yale dan Thomas Quinn dari University of Washington – menggunakan serangkaian simulasi canggih untuk membuat penemuan. Disebut Romulus, simulasi kosmologis mengikuti evolusi berbagai wilayah alam semesta dari setelah Big Bang sampai hari ini dan mencakup ribuan galaksi simulasi yang berada di berbagai lingkungan kosmik.

Simulasi Romulus menawarkan snapshot resolusi tertinggi dari pertumbuhan lubang hitam, memberikan pandangan yang sepenuhnya muncul dan lebih tajam tentang bagaimana lubang hitam tumbuh dalam berbagai galaksi inang, dari galaksi paling masif yang terletak di pusat cluster galaksi – sangat padat daerah seperti pusat kota yang ramai – hingga galaksi kerdil yang lebih umum yang menghuni pinggiran kota yang lebih jarang.

"Pada saat pendorong pertumbuhan lubang hitam tidak jelas, simulasi ini menawarkan gambaran sederhana. Mereka hanya tumbuh bersama dengan bintang-bintang yang tidak bergantung pada massa galaksi, lingkungan yang lebih besar, atau zaman kosmik," kata Ricarte, mantan lulusan mahasiswa Natarajan yang sekarang menjadi mahasiswa pascadoktoral di Harvard.

Salah satu temuan yang lebih menarik dari penelitian ini, Ricarte mencatat, berkaitan dengan cara lubang hitam terbesar di alam semesta berinteraksi dengan galaksi inang mereka dari waktu ke waktu. Para peneliti menemukan bahwa SMBH dan tuan rumah mereka tumbuh bersama-sama, dan bahwa hubungan itu "mengoreksi diri," terlepas dari jenis lingkungan yang mereka huni.


"Jika SMBH mulai tumbuh terlalu cepat dan menjadi terlalu besar untuk rumah galaksi, proses fisik memastikan bahwa pertumbuhannya melambat relatif terhadap galaksi," jelas Tremmel. "Di sisi lain, jika massa SMBH terlalu kecil untuk galaksi, laju pertumbuhan SMBH meningkat relatif terhadap ukuran galaksi untuk dikompensasi."

Dukungan untuk penelitian datang dari sejumlah sumber, termasuk NASA dan National Science Foundation. Penelitian ini adalah bagian dari proyek komputasi Blue Waters yang didukung oleh National Science Foundation dan University of Illinois di Urbana-Champaign.

Tonton video singkat tentang studi di sini: https://youtu.be/BpYhRQAeZVA

Referensi:

Material disediakan oleh Universitas Yale. Asli ditulis oleh Jim Shelton. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.