WASHINGTON: Kebanyakan galaksi terbentuk di sekitar lubang hitam raksasa. Meskipun banyak di antaranya yang relatif nyaman, seperti yang ada di pusat Bima Sakti kita, beberapa di antaranya bersifat ganas – material di sekitarnya bersifat asam dan melepaskan pancaran partikel berenergi tinggi yang besar dan sangat terang jauh ke luar angkasa.
Dengan menggunakan data dari observatorium yang mengorbit Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) yang baru-baru ini dikerahkan, para peneliti pada hari Rabu (23 November) menawarkan penjelasan tentang bagaimana sinar ini menjadi begitu terang: Partikel subatom yang disebut elektron yang diaktifkan oleh gelombang kejut yang bergerak menjauh pada kecepatan yang sama. kecepatan supersonik. keluar dari lubang hitam.
Para peneliti mempelajari objek eksotik yang disebut blazar di pusat galaksi elips besar bernama Markarian 501 yang terletak sekitar 460 juta tahun cahaya dari Bumi di arah konstelasi Hercules. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 9,5 miliar km.
Blazar adalah bagian dari objek yang disebut quasar, yang ditenagai oleh lubang hitam supermasif yang memakan gas dan material lain di pusat galaksi dan mengirimkan dua pancaran partikel ke arah yang berlawanan ke luar angkasa. Blazar diorientasikan sedemikian rupa sehingga salah satu dari dua jetnya mengarah langsung ke kita dari sudut pandang kita di Bumi.
“Blazar adalah objek terang yang paling persisten di alam semesta yang dapat diamati. Mereka adalah yang paling energik. Mereka memiliki lubang hitam terbesar dan paling menakutkan. Segala sesuatu yang terjadi di sekitar mereka sangat menarik,” kata astronom Yannis Liodakis dari Pusat Astronomi Finlandia bersama ESO kata , penulis utama penelitian yang dipublikasikan di jurnal Nature.
Para ilmuwan telah lama berusaha memahami bagaimana jet yang diluncurkan dari blazar menjadi begitu terang dan perilaku partikel di dalamnya. Sinar blazar ini menjangkau jarak sekitar satu juta tahun cahaya.
Diluncurkan Desember lalu sebagai kolaborasi antara badan antariksa AS NASA dan Badan Antariksa Italia, IXPE mengukur kecerahan dan polarisasi – properti cahaya yang melibatkan orientasi gelombang elektromagnetik – cahaya sinar-X dari sumber kosmik. Fenomena yang berbeda, seperti gelombang kejut atau turbulensi, memberikan “tanda” polarisasi.
Para peneliti menemukan bukti bahwa partikel-partikel dalam jet tersebut diaktifkan ketika terkena gelombang kejut yang merambat ke luar dalam aliran dan memancarkan sinar-X saat mereka berakselerasi. Gelombang kejut dihasilkan ketika sesuatu bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara melalui media seperti udara – seperti yang dilakukan jet supersonik saat terbang melalui atmosfer bumi – atau menjadi wilayah partikel dan medan magnet yang disebut plasma, seperti dalam hal ini. kasus.
“Cahaya yang kita lihat dari jet berasal dari elektron,” kata astrofisikawan dan rekan penulis studi Alan Marscher. “Jenis sinar-X yang kami amati di Markarian 501 hanya dapat berasal dari elektron berenergi sangat tinggi.”
Kekuatan pendorong di balik drama ini adalah lubang hitam, sebuah objek yang sangat padat dengan gravitasi yang sangat kuat sehingga cahaya pun tidak dapat lolos. Lubang hitam supermasif di pusat Markarian 501 memiliki massa sekitar satu miliar kali massa Matahari kita. Massanya sekitar 200 kali massa Sagitarius A*, lubang hitam supermasif Bima Sakti.
“Lubang hitam adalah laboratorium unik untuk mempelajari fisika fundamental dalam kondisi ekstrem yang tidak dapat kita tiru di Bumi,” kata Liodakis.
“Namun, sebelum kita dapat menggunakannya, kita perlu memahami semua proses fisik yang terjadi. Selama bertahun-tahun, kita mengamati cahaya berenergi tinggi dari sumber-sumber tersebut dan memiliki beberapa teori tentang bagaimana partikel yang memancarkan cahaya itu akan terbentuk. Kemampuan polarisasi sinar-X IXPE memungkinkan kami menguji teori kami secara langsung untuk pertama kalinya,” kata Liodakis.