Para ilmuwan untuk pertama kalinya menggambarkan dasar jet elektron dan partikel sub-atom yang memanjang dari lubang hitam di pusat galaksi.
Edisi terbaru Science Express, publikasi muka jurnal online, menampilkan makalah oleh tim teleskop Event Horizon - kolaborasi yang mencakup anggota Perimeter Associate Faculty, Avery Broderick - yang dapat menjelaskan asal-usul jet cerah yang dilepaskan oleh beberapa lubang hitam. Di dunia pertama, tim telah mampu melihat lubang hitam yang jauh dan menyelesaikan area tempat jet-nya diluncurkan. Ini adalah bukti empiris pertama yang mendukung hubungan antara black hole spin dan black hole jet yang telah lama diduga berdasarkan teori.
Kesan seniman ini tentang daerah paling dalam M87 menunjukkan hubungan antara lubang hitam, aliran pertambahan yang mengorbit, dan peluncuran jet relavistik.
Banyak galaksi, termasuk Bima Sakti kita, memiliki lubang hitam besar yang mengintai inti mereka. Dalam sekitar 10 persen dari galaksi semacam itu, lubang tersebut menghasilkan aliran elektron yang sangat besar dan kencang dan partikel sub-atom yang bergerak dengan kecepatan cahaya yang hampir sama. Jet kuat ini dapat memperpanjang hingga ratusan ribu tahun cahaya. Mereka bisa sangat terang sehingga mereka lebih baik dari gabungan galaksi lainnya.
Namun, sedikit yang diketahui tentang bagaimana jet tersebut terbentuk. Tim Event Horizon, dalam makalah mereka saat ini, sedang bekerja untuk mencari tahu lebih lanjut. Dengan menggabungkan dan membandingkan data dari tiga teleskop radio, mereka mulai mencitrakan pangkalan jet semacam itu - landasan peluncurannya - untuk pertama kalinya.
Tim, yang dikoordinasi oleh Shep Doeleman di Observatorium Haystack MIT, menggunakan teleskop Event Horizon, yang sebenarnya merupakan jaringan tiga teleskop radio yang tersebar di Bumi. Subjek penelitian mereka adalah M87, galaksi elips raksasa hanya lebih dari 50 juta tahun cahaya dari kita. Itu hampir sama dengan galaksi, tetapi jauh mengingat bahwa cakrawala lubang hitam yang dicitrakan tim memiliki ukuran yang sama dengan satu tata surya. Seolah-olah teleskop itu bisa membuat biji opium dari seberang benua atau melihat bola lunak di bulan. "Ini adalah beberapa resolusi tertinggi yang pernah diakses dalam sejarah sains," kata Broderick.
Broderick meringkaskan masalah yang ditangani tim: “Dengan lubang hitam, barang-barang seharusnya masuk, namun di sini kita melihat semua hal ini muncul dengan energi besar. Dari mana energi itu berasal? "
Ada dua kemungkinan. Yang pertama adalah bahwa black hole itu sendiri adalah sumber energi yang besar - black hole yang berputar memiliki sejumlah besar energi rotasi yang dapat disadap jet. Kemungkinan kedua adalah bahwa energi mungkin berasal dari beberapa proses akresi - piringan akresi adalah spiral debu yang jatuh ke dalam lubang hitam dan fisika akresi belum dipahami dengan baik.
Dengan data baru yang datang dari M87, ahli teori seperti Broderick dapat mulai membedakan antara model jet yang digerakkan lubang dan jet yang digerakkan oleh akresi. Gambarnya belum tajam - itu menetes dalam piksel demi piksel - tetapi itu, kata Broderick, "sudah cukup untuk mengatakan perbedaan antara ibu dan putri Anda." Dengan gambar seperti yang sedang dikerjakan tim, kita bisa mulai untuk mempersempit asal usul jet ultrarelativistic.
“Hal pertama yang kami pelajari adalah bahwa wilayah peluncurannya cukup kecil,” kata Broderick. Jet datang dari cukup dekat dengan horizon peristiwa lubang hitam: titik tidak bisa kembali di mana bahkan cahaya dari benda yang jatuh ke dalam lubang hitam hilang. Meskipun ini tidak cukup untuk mengesampingkan gagasan bahwa jet mungkin didukung oleh fisika akresi, jelas bahwa energi datang baik dari lubang hitam atau dari proses pertambahan yang terjadi tepat di sebelah lubang hitam.
“Kami sekarang mulai melihat bahwa spin berperan dalam produksi jet,” kata Broderick. "Artinya, kita tidak hanya dapat mengatakan bahwa jet berasal dekat lubang hitam, tetapi karena daerah emisi sangat kecil, itu pasti berasal dari lubang hitam yang berputar."
"Lubang hitam sebenarnya adalah mesin yang menggerakkan jet," tambahnya. "Ini hal yang luar biasa."
Melalui Institut Perimeter untuk Fisika Teoritis