PENELITIAN TENTANG 3 LANGKAH LUBANG HITAM YANG MENJADI SATU

Mereka adalah inti dari penggabungan tiga galaksi 1 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Trio langka lubang hitam supermasif telah tertangkap basah saat bersatu.

Tiga dari monster yang melahap cahaya menyapu bahu-membahu di SDSS J084905.51 + 111447.2, sebuah sistem tiga galaksi yang bergabung sekitar 1 miliar tahun cahaya dari Bumi, sebuah studi baru melaporkan.

"Kami hanya mencari pasangan lubang hitam pada saat itu, namun, melalui teknik seleksi kami, kami menemukan sistem yang luar biasa ini," kata penulis utama Ryan Pfeifle, dari Universitas George Mason di Virginia, dalam sebuah pernyataan. "Ini adalah bukti terkuat yang ditemukan untuk sistem tripel supermasif black hole yang aktif memberi makan."

Membuat penemuan epik itu tidak mudah; butuh pengamatan oleh banyak instrumen dan bantuan dari banyak ilmuwan warga.

Jejak dimulai dengan teleskop Sloan Digital Sky Survey (SDSS) di New Mexico, yang mencitrakan SDSS J084905.51 + 111447.2 dalam cahaya optik. Relawan dengan proyek sains-warga Galaxy Zoo kemudian menggunakan gambar-gambar itu untuk menandai sistem tersebut sebagai penggabungan galaksi yang sedang berlangsung.

Selanjutnya, para peneliti melihat data yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa Infrared Survey Explorer (WISE) NASA. WISE memata-matai banyak cahaya inframerah yang berasal dari sistem selama fase merger di mana lebih dari satu lubang hitam supermasif diperkirakan akan bertambah dengan cepat, kata para peneliti.

Pengamatan lebih lanjut dalam sinar-X dan cahaya optik menyegel kesepakatan. Observatorium Sinar-X NASA mendeteksi sumber kuat sinar-X di dekat masing-masing pusat galaksi, yang mengindikasikan bahwa banyak gas dan debu dikonsumsi di sana - suatu tanda pemberian makan lubang hitam.

Pesawat antariksa Nuclear Spectroscopic Telescope Array, atau NuSTAR, juga menemukan bukti adanya gas dan debu yang mengelilingi salah satu lubang hitam supermasif. Dan data cahaya-optik yang dikumpulkan oleh SDSS dan Large Binocular Telescope di Arizona semakin menguatkan anggapan bahwa ketiga lubang hitam itu aktif.

"Melalui penggunaan observatorium besar ini, kami telah mengidentifikasi cara baru mengidentifikasi tiga lubang hitam supermasif," kata Pfeifle. Setiap teleskop memberi kita petunjuk berbeda tentang apa yang terjadi dalam sistem ini. Kami berharap dapat memperluas pekerjaan kami untuk menemukan lebih banyak tiga kali lipat menggunakan teknik yang sama.

Jarak dari setiap lubang hitam supermasif ke tetangga terdekat berkisar dari 10.000 tahun cahaya hingga 30.000 tahun cahaya, kata anggota tim studi. Tetapi bentang itu akan menyusut, karena lubang hitam tampaknya terikat untuk bergabung, seperti halnya galaksi induknya sekarang.

Para astronom sudah tahu sedikit tentang bagaimana lubang hitam bertabrakan; setelah semua, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) telah mendeteksi gelombang gravitasi yang dihasilkan oleh sejumlah merger lubang hitam. Tetapi sistem triple mungkin bekerja sedikit berbeda dari duo penggabungan tradisional, kata para peneliti.

Sebagai contoh, keberadaan terdekat dari lubang hitam supermasif ketiga seharusnya membuat kedua tetangganya bersatu lebih cepat.

"Ini mungkin merupakan solusi untuk teka-teki teoretis yang disebut 'masalah parsec akhir,' di mana dua lubang hitam supermasif dapat mendekati dalam beberapa tahun cahaya satu sama lain, tetapi akan memerlukan beberapa tarikan tambahan ke dalam untuk bergabung karena kelebihan energi yang mereka bawa dalam orbitnya, "tulis para pejabat misi Chandra dalam pernyataan yang sama. "Pengaruh lubang hitam ketiga, seperti pada SDSS J0849 + 1114, akhirnya bisa menyatukan mereka."

Baik LIGO maupun proyek Virgo serupa di Eropa tidak dapat mendeteksi gelombang gravitasi yang dihasilkan oleh merger lubang hitam supermasif. Frekuensi yang terlibat berada di luar jangkauan LIGO dan Virgo, yang disesuaikan dengan gelombang gravitasi yang dihasilkan oleh lubang hitam bermassa bintang yang jauh lebih kecil.

Studi baru muncul dalam edisi terbaru The Astrophysical Journal. Anda dapat membaca pracetak kertas secara gratis di arXiv.org.