Maklumat

Mencari Lubang Hitam di Galaxies Jarak

Mencari Lubang Hitam di Galaxies Jarak

Lubang hitam adalah binatang aneh di zoo kosmik. Mereka datang dalam dua "jenis": bintang dan supermasif. Sekarang sudah diketahui bahawa kebanyakan galaksi mempunyai banyak lubang hitam massa yang tersebar di seluruh dunia. Mereka biasanya dicipta oleh kematian bintang dalam letupan supernova. Mereka kadang-kadang ditemui dalam sistem binari, di mana lubang hitam dan kerdil putih atau beberapa jenis bintang lain melakukan tarian orbit antara satu sama lain.

Konsep seorang artis mengenai lubang hitam jantan yang besar (dalam biru) mungkin terbentuk apabila bintang supermassive runtuh, memberi makan dari bahan yang dikeluarkan oleh bintang yang berdekatan. ESA, NASA dan Felix Mirabel)

Bertemu dengan Behemoths

Lubang hitam terbesar, supermassive, tersimpan di dalam hati galaksi dan mengandungi berjuta-juta atau berbilion bintang. Mereka membelanjakan sekurang-kurangnya beberapa masa untuk menyemai bahan di kawasan kejiranan mereka. Kebanyakan ahli astronomi lubang hitam supermassive tahu tentang terselip dalam galaksi yang sendiri dibundel bersama dalam kluster. Yang terbesar yang dijumpai setakat ini mempunyai massa 21 bilion matahari dan memegang mahkamah di teras galaksi dalam Coma Cluster. Coma adalah konglomerasi besar yang terletak 336 juta tahun cahaya jauh dari galaksi Milky Way.

Hati galaksi Coma Cluster; salah satu galaksi mengandungi lubang hitam paling besar yang pernah ditemui. Imej HST ini mendedahkan galaksi dan kluster globular yang dikaitkan dengan inti kluster. NASA / ESA / STScI

Itu bukan satu-satunya yang besar di luar sana. Ahli astronomi juga mendapati lubang hitam jisim 17-bilion-suria dirobohkan di teras galaksi yang dipanggil NGC 1600, yang terletak di dalam air belakang kosmik yang hanya terdapat kira-kira 20 galaksi. Oleh kerana sebahagian besar lubang hitam yang benar-benar besar hidup di "bandar-bandar besar" (iaitu, dalam kelompok galaksi yang ramai penduduknya) mencari yang satu ini dalam batang galaksi memberitahu ahli astronomi bahawa sesuatu yang pelik telah berlaku untuk mewujudkannya dalam galaksi semasa .

Menggabungkan Galaxies dan Black Hole Build-up

Oleh itu, bagaimanakah lubang hitam raksasa dapat ditumpahkan di kluster galaksi kecil bandar? Satu penjelasan yang mungkin adalah bahawa ia bergabung dengan satu lagi lubang hitam pada suatu ketika di masa lalu yang jauh. Awal dalam sejarah alam semesta, interaksi galaksi adalah lebih umum, membina yang lebih besar daripada yang lebih kecil.

Perlanggaran Galaxy menyumbang kepada pembentukan lubang hitam supermasif. Imej teleskop Angkasa Hubble ini menunjukkan perlanggaran yang disebut Antena. Semasa berlanggar, berbilion bintang akan dibentuk dan mana-mana lubang hitam pusat di setiap galaksi bertabrakan boleh bergabung untuk membentuk raksasa yang lebih besar. NASA / ESA.STScI

Apabila dua galaksi bergabung, tidak hanya bintang dan gas dan habuk bercampur, tetapi lubang hitam pusat mereka (jika mereka memilikinya, dan kebanyakan galaksi) berhijrah ke teras galaksi yang lebih besar dan baru terbentuk. Di sana, mereka mengorbit satu sama lain, menjadi apa yang disebut sebagai "lubang hitam binari". Mana-mana bintang atau awan gas dan habuk berada dalam bahaya berganda dari tarikan graviti lubang hitam ini. Walau bagaimanapun, bahan ini sebenarnya boleh mencuri momentum dari lubang hitam (dengan syarat ia tidak masuk ke dalamnya). Apabila itu berlaku, bintang melarikan diri, meninggalkan lubang hitam dengan momentum yang kurang. Mereka mula bergerak lebih dekat bersama-sama, dan akhirnya, mereka bergabung untuk membuat lubang hitam raksasa. Ia terus berkembang dengan menggali gas yang disalurkan ke teras sepanjang perlanggaran.

Membesar Lubang Hitam Besar

Jadi, bagaimanakah lubang hitam NGC 1600 begitu besar? Penjelasan yang paling mungkin ialah ia sangat lapar pada satu ketika dalam kehidupan awalnya, menyebabkan ia menyedut banyak gas dan bahan lain.

Selera makan yang besar itu juga dapat menjelaskan mengapa galaksi tuan rumah berada dalam kumpulan kecil, berbanding dengan lubang hitam supermasif yang lain dalam galaksi di dalam hati kelompok yang lebih besar. NGC 1600 adalah galaksi yang paling besar dan besar dalam kumpulannya. Ia juga tiga kali lebih cerah daripada mana-mana galaksi lain yang berdekatan. Perbezaan yang sangat besar dalam kecerahan bukanlah sesuatu yang dilihat ahli astronomi dalam kumpulan lain.

Kebanyakan gas galaksi itu dimakan lama dahulu apabila lubang hitam itu berlegar sebagai quasar cemerlang dari bahan yang mengalir ke dalamnya yang dipanaskan menjadi plasma bercahaya. Di zaman moden, lubang hitam pusat NGC 1600 agak tenang. Malah, ahli astronomi menyifatkannya sebagai "gergasi tidur". Yang menjelaskan mengapa ia tidak dikesan dalam kajian awal galaksi. Ahli astronomi tersandung pada raksasa besar ini ketika mereka mengukur halaju bintang-bintang yang berdekatan. Bidang graviti yang kuat dari lubang hitam mempengaruhi gerakan dan kelajuan bintang. Sekali ahli astronomi dapat mengukur kelajuan tersebut, mereka dapat menentukan jisim lubang hitam itu.

Bagaimana Para Astronom Bahkan Cari Lubang Hitam?

Para astronom menggunakan alat khas di Balai Cerap Gemini di Hawai'i untuk mengkaji cahaya yang datang dari bintang-bintang di dekat lubang hitam di NGC 1600. Beberapa bintang itu mengelilingi lubang hitam, dan gerakan itu muncul dalam cap jari bintang (disebut spektrum). Bintang-bintang lain mempunyai gerakan yang seolah-olah mencadangkan bahawa mereka pernah menceburkan diri terlalu dekat dengan lubang hitam dan digali secara graviti dalam garis yang lebih atau kurang dari teras galaksi. Ini masuk akal sejak Teleskop Angkasa Hubble data juga menunjukkan teras menjadi sangat lemah. Anda menjangkakan bahawa jika lubang hitam melemparkan bintang jauh dari dirinya sendiri. Mungkin teras NGC 1600 telah mengeluarkan bintang yang cukup untuk membuat 40 bilion matahari. Itu memberitahu para astronom ada lubang hitam yang sangat kuat dan besar tersembunyi di tengah galaksi ini, yang terletak kira-kira 209 juta tahun cahaya dari Bumi.

Instrumen yang dilampirkan di Balai Cerap Gemini boleh digunakan untuk mengkaji cap jari cahaya yang menjauhkan diri dari kawasan sekitar lubang hitam seperti di NGC 1600. Balai Cerap Gemini

Takeaways Utama

  • Lubang hitam wujud di seluruh galaksi. Coretan spiral dan elips biasanya mengandungi lubang hitam supermasif.
  • Galaksi elips NGC 1600 mempunyai lubang hitam yang agak besar di hatinya.
  • Ahli astronomi bekerja untuk memahami mengapa galaksi ini mempunyai lubang hitam besar.

Sumber

  • "Pandangan dari Galaxy Elliptical Giant NGC 1600."HubbleSite - The Telescope - Hubble Essentials - Mengenai Edwin Hubble, hubblesite.org/image/3723/news.
  • Dunbar, Brian. "Apakah Lubang Hitam?"NASA, NASA, 21 Mei 2015, www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html.
  • NASA, NASA, sains.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes.