\

Lubang hitam di galaksi kita berputar cepat dan menyeret ruang-waktu, kata para ilmuwan

Mendaftarlah untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

Sebuah studi baru menemukan bahwa lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita, Sagitarius A*, berputar dengan cepat dan mengubah ruang-waktu di sekitarnya.

Ruang-waktu adalah kontinum empat dimensi yang menggambarkan cara kita melihat ruang, menggabungkan waktu satu dimensi dan ruang tiga dimensi untuk mewakili tatanan ruang yang melengkung sebagai respons terhadap benda langit masif.

Sebuah tim fisikawan mengamati lubang hitam, yang terletak 26.000 tahun cahaya dari Bumi, menggunakan Observatorium Sinar-X Chandra milik NASA, sebuah teleskop yang dirancang untuk mendeteksi emisi sinar-X dari wilayah panas di alam semesta. Mereka menghitung kecepatan rotasi Sagitarius A* dengan menggunakan apa yang dikenal sebagai metode aliran keluar, yang mengamati gelombang radio dan emisi sinar-X yang dapat ditemukan dalam material dan gas di sekitar lubang hitam, atau dikenal sebagai piringan akresi. untuk penelitian yang diterbitkan 21 Oktober di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Para peneliti mengkonfirmasi bahwa lubang hitam berputar, menyebabkan apa yang dikenal sebagai efek Lense-Thirring. Juga dikenal sebagai frame drag, efek Lense-Thirring adalah apa yang terjadi ketika lubang hitam menyeret ruang-waktu seiring dengan putarannya, kata penulis utama studi Ruth Daly, seorang profesor fisika di Penn State University yang merancang metode aliran keluar lebih dari satu dekade lalu. .

Sejak penemuan metode aliran keluar, Daly telah berupaya menentukan putaran berbagai lubang hitam dan menulis studi tahun 2019 yang mengeksplorasi lebih dari 750 lubang hitam supermasif.

“Dengan putaran ini, Sagitarius A* akan secara dramatis mengubah bentuk ruang-waktu di sekitarnya,” kata Daly. “Kita terbiasa berpikir dan hidup di dunia yang semua dimensi spasialnya setara — jarak ke langit-langit, jarak ke dinding, dan jarak ke lantai… semuanya linier, tidak seperti satu kesatuan. benar-benar terjepit dibandingkan dengan yang lain.

“Tetapi jika Anda memiliki lubang hitam yang berputar dengan cepat, ruang-waktu di sekitarnya tidak simetris – lubang hitam yang berputar tersebut menyeret seluruh ruang-waktu di sekitarnya… ia menekan ruang-waktu, dan terlihat seperti seperti sepak bola,” katanya.

Perubahan ruang-waktu tidak perlu dikhawatirkan, namun menjelaskan fenomena ini bisa sangat berguna bagi para astronom, kata Daly.

“Ini adalah alat yang luar biasa untuk memahami peran lubang hitam dalam pembentukan dan evolusi galaksi,” katanya. “Fakta bahwa mereka adalah entitas dinamis yang dapat berputar… dan kemudian hal itu dapat berdampak pada galaksi tempat mereka berada – ini sangat menarik dan sangat menarik.”

Putaran lubang hitam supermasif

Putaran lubang hitam diberi nilai 0 hingga 1, dengan 0 berarti lubang hitam tidak berputar, dan 1 adalah nilai putaran maksimum. Sebelumnya tidak ada konsensus mengenai nilai putaran Sagitarius A*, kata Daly.

Dengan metode outflow yang merupakan satu-satunya metode yang menggunakan informasi baik dari outflow maupun dari material di sekitar lubang hitam, kata Daly, Sagitarius A* ditemukan memiliki nilai momentum sudut putaran antara 0,84 dan 0,96, sedangkan M87* — sebuah lubang hitam di gugus galaksi Virgo yang berjarak 55 juta tahun cahaya dari Bumi, ditemukan berputar pada nilai 1 (dengan ketidakpastian lebih besar, plus atau minus 0,2) dan mendekati maksimum massanya.

Meskipun tim telah menemukan dua lubang hitam berputar dengan kecepatan yang sama, M87* jauh lebih masif daripada Sagitarius A*, kata Daly, sehingga Sagitarius A* memiliki jarak yang lebih kecil untuk dijangkau dan berputar lebih banyak per satu putaran M87*.

Sagitarius A* “berputar jauh lebih cepat (sebagai perbandingan), bukan karena ia memiliki momentum sudut putaran yang lebih tinggi, namun karena jarak tempuhnya lebih kecil saat ia berputar satu kali,” jelas Daly.

Lubang hitam dan sejarah galaksi

Mengetahui massa dan putaran lubang hitam membantu para astronom memahami bagaimana lubang hitam terbentuk dan berevolusi, kata Daly.

Lubang hitam yang terbentuk sebagai hasil penggabungan lubang hitam yang lebih kecil biasanya memiliki nilai putaran yang rendah, kata Dejan Stojkovic, profesor kosmologi di Universitas Buffalo yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Namun, lubang hitam yang terbentuk dari pertambahan gas di sekitarnya akan menghasilkan nilai putaran yang tinggi.

Kecepatan putaran Sagitarius A* menunjukkan bahwa sebagian besar massa lubang hitam berasal dari akresi, katanya.

“Pertanyaan apakah lubang hitam di pusat galaksi kita berotasi atau tidak, atau seberapa cepat ia berputar, merupakan hal yang cukup penting,” kata Stojkovic melalui email.

“Pada akhirnya, kami ingin mengukur properti pusat galaksi kita sebaik mungkin. Dengan cara ini kita dapat belajar tentang sejarah dan struktur galaksi kita, menguji teori kita, atau bahkan menyimpulkan keberadaan beberapa objek yang sangat menarik dan menggelitik seperti lubang cacing,” tambah Stojkovic, yang merupakan penulis utama makalah tahun 2019. mempelajari struktur hipotetis.

Untuk berita dan buletin CNN lainnya, buat akun di CNN.com

By admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *