Sepasang lubang hitam supermasif yang paling dekat dengan tabrakan yang pernah terlihat

Para astronom telah melihat dua hantu Goliat dalam perjalanan menuju pertemuan dahsyat. Sepasang lubang hitam supermasif yang baru ditemukan adalah hal yang paling dekat dengan tabrakan yang pernah diamati, para astronom mengumumkan 9 Januari pada pertemuan American Astronomical Society di Seattle dalam sebuah publikasi di dalam Surat Jurnal Astrofisika.

Meskipun mereka secara kosmologis dekat hanya berjarak 750 tahun cahaya, ini supermasif lubang hitam tidak akan bergabung selama beberapa ratus juta tahun. Sementara itu, penemuan para astronom memberikan perkiraan yang lebih baik tentang berapa banyak lubang hitam supermasif di alam semesta yang juga akan bertabrakan.

Jumlah kepala yang ditingkatkan ini akan membantu para ilmuwan mendengarkan paduan suara gelombang intens di seluruh alam semesta Waktu luang dikenal sebagai gelombang gravitasi, yang terbesar adalah produk lubang hitam supermasif yang akan bertabrakan setelah penggabungan galaksi. Deteksi latar belakang gelombang gravitasi ini akan meningkatkan perkiraan berapa banyak galaksi yang telah bertabrakan dan menyatu dalam sejarah Alam Semesta.

Jarak pendek antara lubang hitam yang baru ditemukan “cukup dekat dengan batas yang dapat kita lihat, itulah mengapa ini sangat menarik,” kata rekan penulis studi Chiara Mingarelli, rekan peneliti di Center for Computational Astrophysics Flatiron Institute di kota New York.

Karena jarak yang dekat antara lubang hitam, para astronom hanya dapat membedakan antara dua objek dengan menggabungkan banyak pengamatan dari tujuh teleskop, termasuk Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA. (Meskipun lubang hitam supermasif tidak terlihat secara langsung melalui teleskop optik, mereka dikelilingi oleh gugusan terang bintang bercahaya dan gas hangat yang tertarik padanya. daya tarik.)

Para astronom menemukan pasangan ini dengan cepat ketika mereka mulai mencari, yang berarti bahwa lubang hitam supermasif yang berdekatan “mungkin lebih umum daripada yang kita pikirkan karena kita menemukan keduanya dan tidak perlu mencari terlalu jauh untuk menemukannya.” “. kata Mingarelli.

Lubang hitam supermasif yang baru diidentifikasi menghuni hibrida dua galaksi yang bertabrakan sekitar 480 juta tahun cahaya dari Bumi. Lubang hitam raksasa hidup di jantung sebagian besar galaksi dan tumbuh lebih besar dengan mengonsumsi gas, debu, bintang, dan bahkan lubang hitam lainnya di sekitarnya. Dua lubang hitam supermasif yang teridentifikasi dalam penelitian ini benar-benar kelas berat: berukuran 200 juta dan 125 juta kali massa Matahari kita.

Lubang hitam bertemu saat galaksi induknya bertabrakan. Akhirnya mereka akan mulai mengorbit satu sama lain, orbit menyempit saat gas dan bintang terbang di antara dua lubang hitam, mencuri energi orbit. Akhirnya, lubang hitam akan mulai menghasilkan gelombang gravitasi yang jauh lebih kuat daripada yang terdeteksi sebelumnya sebelum bertabrakan dan membentuk lubang hitam raksasa.

Keterangan Pendahuluan tentang Penggabungan galaksi hanya melihat satu lubang hitam supermasif: Karena kedua benda itu sangat berdekatan, para ilmuwan tidak dapat membedakannya dengan jelas menggunakan satu teleskop. Investigasi baru, yang dipimpin oleh Michael J. Koss dari Eureka Scientific di Oakland, California, menggabungkan 12 pengamatan yang dilakukan pada tujuh teleskop berbasis darat dan yang mengorbit. Meskipun tidak ada pengamatan tunggal yang cukup untuk memastikan keberadaannya, data gabungan secara meyakinkan menunjukkan dua lubang hitam yang berbeda.

“Sangat penting bahwa dengan semua gambar yang berbeda ini, Anda mendapatkan cerita yang sama – bahwa ada dua lubang hitam,” kata Mingarelli, membandingkan penelitian multi-observasi baru ini dengan upaya sebelumnya. “Ini studi lain [of close-proximity supermassive black holes] telah jatuh di masa lalu. Saat orang mengejarnya, ternyata hanya ada satu lubang hitam. [This time we] memiliki banyak pengamatan, semua setuju.”

Dia dan ilmuwan tamu Andrew Casey-Clyde dari Flatiron Institute menggunakan pengamatan baru untuk memperkirakan populasi gabungan alam semesta. lubang hitam supermasif, mencatat bahwa itu “bisa sangat tinggi,” kata Mingarelli. Mereka memperkirakan bahwa ada banyak pasangan lubang hitam supermasif yang menghasilkan sejumlah besar gelombang gravitasi ultra-kuat. Semua kebisingan itu seharusnya menghasilkan latar belakang gelombang gravitasi yang keras yang jauh lebih mudah dideteksi daripada jika populasinya lebih kecil. Oleh karena itu, penemuan pertama dari ocehan latar belakang gelombang gravitasi bisa “segera”, kata Mingarelli.