Kemunculan Black Hole Di Foto Pertama Kalinya - XVU Science | Sebuah tim internasional yang dipimpin Universitas Northwestern semakin dekat untuk memahami objek terang misterius yang meledak di langit utara musim panas ini.
Pada 17 Juni, teleskop kembar survei ATLAS di Hawaii menemukan anomali yang sangat terang 200 juta tahun cahaya di rasi Hercules. Dijuluki AT2018cow atau "The Cow," objek itu dengan cepat menyala, lalu menghilang hampir dengan cepat.
Setelah menggabungkan beberapa sumber pencitraan, termasuk sinar-X keras dan gelombang radio, tim multi-institusional sekarang berspekulasi bahwa teleskop menangkap momen tepat ketika sebuah bintang runtuh untuk membentuk objek yang kompak, seperti lubang hitam atau bintang neutron. Puing bintang, mendekati dan berputar-putar di sekitar cakrawala peristiwa objek, menyebabkan cahaya yang sangat terang.
Peristiwa langka ini akan membantu para astronom lebih memahami fisika yang sedang dimainkan dalam saat-saat pertama penciptaan sebuah lubang hitam atau bintang neutron. "Kami berpikir bahwa 'Sapi' adalah pembentukan lubang hitam atau bintang neutron yang bertambah," kata Raffaella Margutti dari Northwestern, yang memimpin penelitian. "Kita tahu dari teori bahwa lubang hitam dan bintang-bintang neutron terbentuk ketika sebuah bintang mati, tetapi kita belum pernah melihatnya setelah mereka dilahirkan. Tidak pernah."
Margutti akan mempresentasikan temuannya pada pertemuan ke-233 American Astronomical Society pada jam 2:15 siang. PST pada 10 Januari di Seattle. (Wartawan dapat bergabung dalam sesi ini untuk menonton, mendengarkan, dan mengajukan pertanyaan melalui webcast.) Penelitian ini kemudian akan dipublikasikan di Astrophysical Journal.
Margutti adalah asisten profesor fisika dan astronomi di Kolese Seni dan Ilmu Pengetahuan Weinberg di Northwestern dan anggota CIERA (Pusat Eksplorasi dan Penelitian Antar-disiplin Astrofisika Interdisipliner), pusat penelitian yang diberkahi di Northwestern yang berfokus pada memajukan studi astrofisika dengan penekanan pada koneksi interdisipliner .
Sapi yang penasaran
Setelah pertama kali terlihat, Sapi itu segera menarik minat internasional dan membuat para astronom menggaruk-garuk kepala. "Kami pikir itu pasti supernova," kata Margutti. "Tapi apa yang kami amati menantang gagasan kami tentang kematian bintang saat ini."
Untuk satu, anomali itu terang tidak wajar - 10 hingga 100 kali lebih terang dari supernova khas. Ia juga berkobar dan menghilang jauh lebih cepat daripada ledakan bintang lainnya yang diketahui, dengan partikel-partikel terbang 30.000 kilometer per detik (atau 10 persen dari kecepatan cahaya). Hanya dalam 16 hari, objek sudah memancarkan sebagian besar kekuatannya. Di alam semesta di mana beberapa fenomena berlangsung selama jutaan dan milyaran tahun, dua minggu sama dengan sekejap mata.
"Kami segera tahu bahwa sumber ini berubah dari tidak aktif menjadi luminositas puncak hanya dalam beberapa hari," kata Margutti. "Itu cukup untuk membuat semua orang bersemangat karena itu sangat tidak biasa dan, menurut standar astronomi, itu sangat dekat."
Menggunakan akses Northwestern ke fasilitas observasi di W.M. Keck Observatory di Hawaii dan MMT Observatory di Arizona, serta akses jarak jauh ke teleskop SoAR di Chili, Margutti melihat lebih dekat riasan objek. Margutti dan timnya meneliti komposisi kimia The Cow, menemukan bukti yang jelas tentang hidrogen dan helium, yang mengecualikan model penggabungan objek kompak - seperti yang menghasilkan gelombang gravitasi.
Strategi yang komprehensif
Para astronom secara tradisional mempelajari kematian bintang dalam panjang gelombang optik, yang menggunakan teleskop untuk menangkap cahaya tampak. Tim Margutti, di sisi lain, menggunakan pendekatan yang lebih komprehensif. Timnya melihat objek dengan sinar-X, sinar-X keras (yang 10 kali lebih kuat dari sinar-X normal), gelombang radio dan sinar gamma. Ini memungkinkan mereka untuk terus mempelajari anomali lama setelah kecerahan awal yang terlihat memudar.
Setelah ATLAS melihat objek itu, tim Margutti dengan cepat memperoleh pengamatan tindak lanjut dari The Cow dengan Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) dan laboratorium X-ray keras INTEGRAL, sinar-X lembut di XMM-Newton dan antena radio di Very Large Array menuju The Cow.
Margutti mengaitkan ketelanjangan relatif Sapi dengan kemungkinan mengungkap misteri intergalaksi ini. Meskipun bintang-bintang mungkin runtuh ke dalam lubang hitam sepanjang waktu, sejumlah besar materi di sekitar lubang hitam yang baru lahir menghalangi pandangan para astronom. Untungnya, sekitar 10 kali lebih sedikit ejecta berputar di sekitar The Cow dibandingkan dengan ledakan bintang yang khas. Kurangnya bahan memungkinkan para astronom untuk mengintip langsung ke "mesin pusat" objek, yang mengungkapkan dirinya sebagai kemungkinan lubang hitam atau bintang neutron.
"Sebuah 'bola lampu' duduk jauh di dalam ejeksi ledakan," kata Margutti. "Akan sulit untuk melihat ini dalam ledakan bintang yang normal. Tapi Sapi itu memiliki massa ejecta yang sangat kecil, yang memungkinkan kita untuk melihat radiasi mesin pusat secara langsung."
Tetangga galaksi
Tim Margutti juga mendapat manfaat dari kedekatan relatif bintang itu dengan Bumi. Meskipun terletak di galaksi kerdil yang jauh yang disebut CGCG 137-068, para astronom menganggap itu "tepat di tikungan."
"Omong-omong, dua ratus juta tahun cahaya dekat bagi kita," kata Margutti. "Ini adalah objek sementara terdekat dari jenis ini yang pernah kita temukan."
Tim Margutti di Northwestern termasuk mahasiswa pascasarjana Aprajita Hajela, rekan postdoctoral Giacomo Terreran, Deanne Coppejans dan Kate Alexander (yang merupakan Hubble Fellow), dan mahasiswa sarjana tahun pertama Daniel Brethauer.
"Diberi kesempatan untuk berkontribusi pada sesuatu yang mutakhir dan internasional seperti memahami AT2018cow sebagai mahasiswa adalah pengalaman yang nyata," kata Brethauer. "Untuk membantu para ahli dunia menemukan apa yang disebut AT2018cow dengan cara terkecil adalah di luar harapan saya yang paling liar di awal musim panas dan sesuatu yang akan saya ingat selama sisa hidup saya."