Para astronom mengumumkan penemuan lubang hitam biner supermasif

Sebuah tim peneliti dari Universitas Purdue dan institusi lain telah menemukan sebuah supermasif[{” attribute=””>black hole binary system, one of only two known such systems. The two black holes, which orbit each other, likely weigh the equivalent of 100 million suns each. One of the black holes powers a massive jet that moves outward at nearly the speed of light. The system is so far away that the visible light seen from Earth today was emitted 8.8 billion years ago.

The two are only between 200 AU and 2,000 AU apart, at least 10 times closer than the only other known supermassive binary black hole system. One AU is the distance from the Earth to the sun, which is about 150 million kilometers (93 million miles) or 8.3 light minutes.

The close separation is significant because such systems are expected to merge eventually. That event will release a massive amount of energy in the form of gravitational waves, causing ripples in space in every direction (and oscillations in matter) as the waves pass through.

Finding systems like this is also important for understanding the processes by which galaxies formed and how they ended up with massive black holes at their centers.

Ringkasan singkat dari metode

Para peneliti secara tidak sengaja menemukan sistem ketika mereka melihat pola sinusoidal berulang dalam variasi emisi kecerahan radio dari waktu ke waktu, berdasarkan data yang dikumpulkan setelah tahun 2008. Pencarian data historis selanjutnya mengungkapkan bahwa sistem tersebut bervariasi dengan cara yang sama pada akhir 1970-an dan awal 1980-an. Jenis variasi ini persis seperti yang diharapkan para peneliti ketika emisi yang dikeluarkan lubang hitam dipengaruhi oleh efek Doppler karena gerakan orbitnya saat berosilasi di sekitar lubang hitam lainnya. Matthew Lister dari College of Science di Purdue University dan timnya mencitrakan sistem dari 2002 hingga 2012, tetapi teleskop radio tim tidak memiliki resolusi untuk memilih lubang hitam individu pada jarak yang sangat jauh. Data gambarnya mendukung skenario lubang hitam biner dan juga menyediakan sudut orientasi aliran keluar jet, yang merupakan komponen penting dalam model publikasi untuk variasi yang diinduksi Doppler.

Dua lubang hitam supermasif terlihat mengorbit satu sama lain dalam animasi berulang oleh seniman ini. Ratusan juta kali massa Matahari kita, lubang hitam yang lebih masif mengeluarkan pancaran yang berubah dalam kecerahan yang tampak saat keduanya mengorbit satu sama lain. Para astronom menemukan bukti skenario ini dalam sebuah quasar bernama PKS 2131-021 setelah menganalisis pengamatan radio berusia 45 tahun yang menunjukkan sistem secara berkala meredup dan menjadi cerah. Pola siklus yang diamati diyakini disebabkan oleh gerakan orbit jet. Kredit: Caltech/R. cedera (IPAC)

Keahlian Profesor Purdue

Matthew Lister, Profesor Fisika dan Astronomi di Purdue University College of Science, mengkhususkan penelitiannya di bidang berikut: inti galaksi aktif, pancaran dan guncangan astrofisika, objek quasar dan BL Lacertae, galaksi Seyfert I garis sempit, interferometri jarak sangat jauh dasar.

Lebih lanjut tentang studi ini:

Referensi: “Fenomenologi Tak Terduga Blazar PKS 2131–021: Kandidat Biner Unik untuk Lubang Hitam Supermasif” oleh S O’Neill, S Kiehlmann, ACS Readhead, MF Aller, RD Blandford, I Liodakis, ML Lister, Mróz P, O’Dea CP, Pearson TJ, Ravi V, Vallisneri M, Cleary KA, Graham MJ, Grainge KJB, Hodges MW, Hovatta T, Lähteenmäki A, Lamb JW, Lazio TJW, Max-Moerbeck W , V Pavlidou, TA Prince, RA Sensus Reeves, M Tornikoski, P Vergara de la Parra dan JA, 23 Februari 2022, Surat-surat Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac504b

Pendanaan: Termasuk dukungan untuk program MOJAVE[{” attribute=””>NASA-Fermi grants 80NSSC19K1579, NNX15AU76G and NNX12A087G.