Slamet Samsoerizal

Black hole Supermasif Semburkan Jet Raksasa Berenergi Tinggi ke Bumi

Info Terkini | 2023-07-29 22:00:30

Misi NASA telah mengamati Black hole atau lubang hitam supermasif mengarahkan jetnya yang sangat energik langsung ke Bumi. Namun, jangan panik dulu. Betapa pun menakutkannya peristiwa kosmik ini , ia terletak pada jarak yang sangat aman sekitar 400 juta tahun cahaya. Demikian sebagaimana dilaporkan live science.

Lubang hitam supermasif yang aktif memberi makan, termasuk yang ada di tangan, dikelilingi oleh cakram materi yang berputar-putar yang disebut cakram akresi yang secara bertahap memberi makan mereka dari waktu ke waktu. Beberapa materi yang tidak mereka telan kemudian disalurkan ke kutub mereka, yang kemudian diledakkan dengan kecepatan mendekati cahaya, atau relativistik,

Hal tersebut berdampak menciptakan radiasi elektromagnetik yang sangat energik dan sangat terang. Dalam beberapa kasus, seperti inspirasi terbaru NASA, jet itu diarahkan langsung ke Bumi. Peristiwa itu dikenal sebagai blazars.

Blazar ini, yang diberi nama Markarian 421 dan terletak di konstelasi Ursa Major, diamati dengan Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) NASA, yang diluncurkan pada Desember 2021. IXPE mengamati properti medan magnet yang disebut polarisasi, yang mengacu pada medan magnet orientasi. Polarisasi jet yang diledakkan oleh Markarian 421 mengungkapkan kejutan bagi para astronom, menunjukkan bahwa bagian jet tempat partikel dipercepat juga merupakan rumah bagi medan magnet dengan struktur heliks.

Jet Blazar dapat melintasi ruang angkasa selama jutaan tahun cahaya, tetapi mekanisme yang meluncurkannya belum dipahami dengan baik. Namun, penemuan baru seputar jet Markarian 421 ini dapat menjelaskan fenomena kosmik ekstrem ini.

"Markarian 421 adalah teman lama bagi para astronom berenergi tinggi," kata pemimpin peneliti di belakang penemuan dan astrofisikawan Badan Antariksa Italia, Laura Di Gesu, dalam sebuah pernyataan.

“Kami yakin blazar akan menjadi target yang berharga untuk IXPE, tetapi penemuannya berada di luar harapan terbaik kami, berhasil menunjukkan bagaimana polarimetri sinar-X memperkaya kemampuan kami untuk menyelidiki geometri medan magnet yang kompleks dan percepatan partikel di berbagai wilayah jet relativistik. "

Struktur bengkok jet blazar

Alasan utama pancaran yang memberi makan lubang hitam supermasif begitu terang adalah karena partikel yang mendekati kecepatan cahaya mengeluarkan energi yang sangat besar dan berperilaku sesuai dengan fisika teori relativitas khusus Einstein.

Jet Blazar juga mendapat dorongan ekstra untuk kecerahan seperti itu karena orientasi mereka ke arah kita menyebabkan panjang gelombang cahaya yang terkait dengan jet mereka "berkumpul", meningkatkan frekuensi dan energinya. Hal ini mirip dengan bagaimana gelombang suara dari sirene ambulans yang mendekat "berkumpul" menyebabkan peningkatan frekuensi yang membuatnya terdengar lebih bernada tinggi.

Sebagai hasil dari dua efek ini, blazar seringkali dapat mengungguli cahaya gabungan dari setiap bintang di galaksi yang menampungnya. Kini, IXPE telah menggunakan cahaya itu untuk melukiskan gambaran fisika yang terjadi di jantung jet Markarian 421 dan bahkan mengidentifikasi titik asal pancaran cahaya tersebut.

Sebelumnya, model jet blazar mengisyaratkan bahwa mereka disertai oleh medan magnet heliks, hampir seperti DNA dalam sel hidup, kecuali beruntai tunggal dan bukan beruntai ganda. Apa yang tidak diprediksi, bagaimanapun, adalah fakta bahwa heliks magnetik akan menampung area di mana partikel dipercepat.

"Kami telah mengantisipasi bahwa arah polarisasi mungkin berubah, tetapi kami pikir rotasi besar akan jarang terjadi, berdasarkan pengamatan optik sebelumnya dari banyak blazar," kata rekan peneliti dan fisikawan Institut Teknologi Massachusetts, Herman Marshal. "Jadi, kami merencanakan beberapa pengamatan blazar, dengan yang pertama menunjukkan polarisasi konstan sebesar 15%."

Lebih luar biasa lagi, analisis data IXPE menunjukkan bahwa polarisasi jet turun menjadi 0% antara pengamatan pertama dan kedua. Ini menunjukkan kepada tim bahwa medan magnet berputar seperti pembuka botol.

"Kami menyadari bahwa polarisasi sebenarnya hampir sama tetapi arahnya benar-benar berputar balik, berputar hampir 180 derajat dalam dua hari," kata Marshall. "Kemudian mengejutkan kami lagi selama pengamatan ketiga, yang dimulai sehari kemudian, untuk mengamati arah polarisasi yang terus berputar dengan kecepatan yang sama."

Selama manuver ini, pengukuran radiasi elektromagnetik dalam bentuk cahaya optik, inframerah, dan radio tidak menunjukkan efek pada stabilitas dan struktur jet itu sendiri, bahkan ketika emisi sinar-X berubah. Ini menyiratkan gelombang kejut yang berjalan di sepanjang medan magnet bengkok dari Markarian 421.

Petunjuk dari fenomena semacam itu pernah terlihat di jet blazar lain yang disaksikan oleh IXPE, Markarian 501, tetapi temuan baru tim tersebut mewakili bukti yang lebih jelas bahwa medan magnet heliks memang berkontribusi pada gelombang kejut yang mempercepat partikel jet ke kecepatan relativistik. .

Tim bermaksud untuk terus mempelajari Markarian 421 serta mengidentifikasi blazar lain untuk menemukan beberapa dengan kualitas serupa dalam upaya mengungkap mekanisme yang menggerakkan karakteristik arus keluar yang ekstrim dan cerah dari fenomena ini.

“Berkat IXPE, ini adalah waktu yang menyenangkan untuk mempelajari jet astrofisika,” simpul Di Gesu. ***