Kajian beberapa lusin galaksi dalam radius beberapa bilion tahun cahaya dari kita sendiri telah mendedahkan beberapa lubang hitam yang melebihi jangkaan jangkaan kita tentang seberapa besar ia dapat tumbuh. Penyelidikan terkini bukan sahaja dapat membantu kita memahami evolusi objek astrofizik misteri ini dengan lebih baik, tetapi juga membuka persoalan baru yang menarik untuk kita. Sebagai contoh, bagaimana lubang hitam menjadi sangat besar?
Lubang hitam, yang merupakan hasil keruntuhan bintang, tidak perlu diperkenalkan. Kami telah mendengar bahawa mereka menyebabkan gangguan pada ruang-waktu, menyaksikan "bersendawa" mereka dan bahkan, mungkin untuk pertama kalinya dalam sejarah, kita akan dapat melihat salah satunya dengan mata kita sendiri tahun ini. Para saintis sangat berminat dengan lubang hitam, dan ada sebab yang sangat difahami untuk ini.
"Apa itu galaksi? Ini adalah "batu bata" yang digabungkan menjadi gambaran keseluruhan Alam Semesta. Dan untuk memahami bagaimana ia terbentuk dan berkembang, pertama kita perlu memahami bagaimana lubang hitam berfungsi,”kata ahli fizik Julia Hlavacek-Larrondo dari University of Montreal, Kanada.
Bukan bahawa lubang hitam itu sendiri memudahkan kerja ini - sangat sukar untuk memahami apa yang mustahil (seperti yang kita fikirkan) untuk dilihat secara langsung. Oleh itu, ahli astrofizik mencari petunjuk lain yang membolehkan mereka menggali lebih dalam. Salah satu petunjuknya adalah mencari hubungan antara jisim lubang hitam dan galaksi di mana mereka berada. Sekiranya kita mempunyai cara mudah untuk membandingkan ukuran galaksi dengan lubang hitam di pusatnya, maka, menurut para saintis, ini akan menjimatkan banyak masa dan usaha kita dalam mempelajari yang pertama dan yang terakhir.
Oleh itu, Hlavacek-Larrondo, bergabung dengan saintis lain dari Kanada, Sepanyol dan Inggeris, melakukan kajian terhadap 72 galaksi yang terletak dalam radius 3,5 miliar tahun cahaya dari kami, dengan harapan akan menghasilkan beberapa formula umum yang dapat mempermudah penentuan jisim. lubang hitam di pusat galaksi. Para saintis berkongsi pemerhatian mereka dalam Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja.
Untuk menganggarkan ukuran lubang hitam itu sendiri, pasukan menganalisis spektrum sinar-X yang keluar dari aliran pusaran gas panas dari cakera penambahan lubang hitam, dan kemudian membandingkan jumlahnya dengan kecerahan keseluruhan galaksi di sekitarnya.
Menurut hipotesis yang cukup popular, semakin besar galaksi itu sendiri, semakin besar lubang hitam itu sendiri, yang terletak di tengahnya - tetapi dalam praktiknya, semuanya ternyata tidak semudah yang diharapkan.
"Kami mendapati bahawa lubang hitam boleh jauh lebih besar daripada ukuran statutori yang diperkirakan," kata penulis kajian utama Mar Mezqua dari Institut Sains Angkasa di Sepanyol.
Video promosi:
Daripada korelasi jisim dan ukuran yang diharapkan dengan galaksi mereka, sebilangan lubang hitam menunjukkan pertumbuhan dan penambahan jisim yang jauh lebih pantas daripada ruang di sekitarnya. Ternyata kira-kira 40 peratus lubang hitam yang disiasat mempunyai jisim 10 bilion atau lebih banyak kali jisim Matahari. Di sini, bagaimanapun, harus diperjelas bahawa tidak ada catatan massa yang direkam, dan keutamaan masih termasuk dalam lubang hitam galaksi NGC 4889, yang jisimnya bersamaan dengan 21 bilion jisim suria. Selain itu, ada kecurigaan bahwa galaksi S5 0014 + 81, yang terletak sejauh 12,1 miliar tahun cahaya, berisi raksasa nyata dengan massa sekitar 40 miliar Matahari. Namun begitu, sebilangan besar lubang hitam supermasif membuat para saintis tertanya-tanya bagaimana mereka menjadi seperti itu.
Penyelidik mempunyai dua teori: sama ada lubang hitam ini pada awalnya kelihatan sangat besar dan kemudian secara harfiah menarik sebahagian besar galaksi di sekitarnya, atau terdapat jurang serius dalam pengetahuan kita tentang bagaimana galaksi menghasilkan lubang hitam.
Apakah mereka begitu besar kerana mereka segera muncul seperti itu, atau mereka dibantu oleh keadaan ideal yang memungkinkan mereka tumbuh dengan cepat selama beberapa miliar tahun? Kami tidak dapat menjawab soalan ini buat masa ini,”kata Mezqua.
Walau bagaimanapun, jawapan untuk soalan ini mungkin terdapat dalam kajian lain yang diterbitkan di perpustakaan dalam talian makalah ilmiah terbesar arXiv.org dan menunggu pengesahan. Dalam perjalanannya, para saintis mengkaji lebih dari 30,000 galaksi yang terletak dalam radius 12,2 miliar tahun cahaya, dan mendapati bahawa nisbah kadar pertumbuhan lubang hitam dan kadar pertumbuhan bintang dipercepat dengan pertumbuhan galaksi itu sendiri, di mana objek yang dikaji berada. Dengan kata lain, dalam galaksi dengan sebilangan besar bintang, lubang hitam selalu "rakus".
Hasil kajian yang lebih umum adalah bahawa memang terdapat hubungan antara pembentukan bintang dan lubang hitam, dan sangat membingungkan. Sudah tentu, lebih daripada selusin kajian akan diperlukan untuk memahaminya dengan lebih baik. Tetapi satu perkara sudah menjadi jelas - tanpa raksasa ini, Alam Semesta kita akan kelihatan sama sekali berbeza.
Nikolay Khizhnyak
