Kita mungkin telah menemukan lubang hitam langka yang “hilang” di halaman belakang angkasa kita: ScienceAlert

Di tengah bola bintang yang melayang di Bima Sakti, ada monster yang mengintai.

Berjarak sekitar 6.000 tahun cahaya, gugus bola yang dikenal sebagai Messier 4 tampak mengelompok di sekitar lubang hitam yang massanya 800 kali massa matahari kita.

Ini bukan kelas bulu, tapi juga jauh dari raksasa. Nyatanya, tubuh berada dalam kisaran massa menengah yang jarang terlihat, antara yang terkecil lubang hitam dan choker super besar.

Hingga saat ini, satu-satunya pendeteksian kami terhadap lubang hitam ini adalah secara tidak langsung dan tidak meyakinkan, dan penemuan ini tidak terkecuali.

Namun, itu adalah salah satu kandidat terbaik sejauh ini, dan cukup dekat sehingga studi lanjutan dapat dilakukan dengan relatif mudah. Ini dapat membantu kita akhirnya menemukan salah satu objek yang sulit dipahami ini secara definitif, dan memecahkan salah satu misteri lubang hitam yang paling membingungkan.

“Ilmu jarang tentang menemukan sesuatu yang baru dalam satu saat.” kata astronom Timo Brosti Badan Antariksa Eropa. “Ini tentang menjadi lebih yakin akan hasil selangkah demi selangkah, dan itu mungkin satu langkah untuk memastikan bahwa lubang hitam bermassa menengah memang ada.”

Kami telah mengidentifikasi terlalu banyak lubang hitam di alam semesta, dan ada sesuatu yang sangat aneh sedang terjadi distribusi massa mereka. Ada dua populasi berbeda: lubang hitam bermassa bintang, yang berukuran sekitar 100 kali massa Matahari; dan lubang hitam supermasif, yang terletak di inti galaksi dan mengikat jutaan hingga milyaran matahari.

Di antara dua rentang massa itu… terlalu banyak, tidak banyak, sungguh. Ini menimbulkan teka-teki besar, yang pada dasarnya, mengapa tidak? Apakah tidak ada lubang hitam bermassa menengah? Atau apakah mereka ada di sana, dan kami tidak dapat menemukannya karena suatu alasan?

Kita tahu bagaimana lubang hitam bermassa bintang terbentuk – keruntuhan fundamental bintang masif, dan penggabungan antara objek-objek ini. Tapi kami tidak terlalu yakin tentang itu Pembentukan lubang hitam supermasif. Apakah mereka tumbuh dari penggabungan berturut-turut lubang hitam yang lebih kecil, atau apakah mereka menyerap materi dan membengkak?

Lubang hitam bermassa menengah mungkin merupakan petunjuk, menunjukkan bahwa mereka dapat mulai dari yang kecil dan tumbuh menjadi masif seiring waktu. Ini tentu akan sangat masuk akal, tetapi kurangnya ide-ide ini merupakan penghalang yang sangat efektif untuk ide ini.

Satu situs yang mungkin Di mana lubang hitam ini mungkin bersembunyi di jantung gugus bola. Ini adalah gugus yang luar biasa padat dan sangat bulat yang terdiri dari sekitar 100.000 hingga satu juta atau lebih bintang, yang sebagian besar terbentuk pada waktu yang sama dari awan gas yang sama. Studi sebelumnya yang berfokus pada gugus bola telah menemukan konsentrasi massa yang tinggi di pusatnya yang konsisten dengan rentang massa lubang hitam massa menengah.

Messier 4 adalah gugus bola terdekat dengan Bumi. Dipimpin oleh astronom Eduardo Vitral dari Space Telescope Science Institute, tim peneliti menggunakan dua teleskop luar angkasa yang kuat, Hubble dan Gaia, untuk melihat lebih dekat bintang-bintang di dalamnya. Mereka melacak gerakan sekitar 6.000 bintang di gugus tersebut, untuk melihat apakah mereka dapat mengkorelasikan gerakan tersebut dengan orbit di sekitar gugus kecil yang padat.

Kita biasanya tidak dapat melihat lubang hitam jika materi tidak bertambah secara aktif, tetapi orbit tersebut akan menjadi panduan yang cukup andal. Perhitungan mereka mengungkap sesuatu, dengan massa sekitar 800 massa matahari. Meskipun benda apa ini mungkin tidak jelas.

border frame=”0″allow=”akselerometer; mulai otomatis; Tulis papan klip. media yang disandikan giroskop; gambar di dalam gambar; berbagi web “allowfullscreen>”.

“Dengan menggunakan data Gaia dan Hubble terbaru, tidak mungkin untuk membedakan gugusan bintang sisa yang gelap dari satu sumber mirip titik yang lebih besar,” kata Vitral. “Jadi satu teori yang mungkin adalah bahwa alih-alih menjadi banyak objek gelap kecil yang terpisah, massa gelap ini bisa menjadi lubang hitam berukuran menengah.”

Untuk mencoba mempersempitnya, tim melakukan pemodelan dan pemindahan bintang untuk melihat bagaimana hal itu mengubah bentuk gugus. Menghapus bintang yang bergerak sangat cepat menyebarkan massa ke jarak yang lebih jauh, seperti yang mungkin Anda lihat dari segerombolan lubang hitam kecil dan bintang neutron. Pemodelan lebih lanjut menunjukkan bahwa cluster tidak menyebar di area yang cukup luas untuk menjadi segerombolan.

Plus, segerombolan lubang hitam akan sangat berdekatan sehingga pada dasarnya akan menyebabkan kekacauan. Interaksi gravitasi akan menyebabkan bintang terbang keluar dari gugus, mengolesinya anarkisme melintasi langit. Kita mungkin, pada kenyataannya, telah melihat efeknya dalam sebuah file Gugus bintang itu bernama Palomar 5.

“Kami sangat yakin bahwa kami memiliki wilayah yang sangat kecil dengan banyak massa terkonsentrasi. Ini sekitar tiga kali lebih kecil dari massa gelap yang lebih padat yang pernah kami temukan sebelumnya di gugus bola lainnya,” kata Vitral.

“Meskipun kami tidak dapat benar-benar menyatakan bahwa itu adalah titik pusat gravitasi, kami dapat menunjukkan bahwa itu sangat kecil. Terlalu kecil bagi kami untuk dapat menjelaskan selain itu sebagai lubang hitam tunggal. Alternatifnya, mungkin ada menjadi mekanisme bintang yang tidak kita ketahui, Setidaknya dalam fisika saat ini.”

Jadi, kecuali fisika baru atau bintang tak terlihat, lubang hitam bermassa menengah tampaknya merupakan penjelasan yang paling mungkin saat ini. Namun keberadaan sejumlah lubang hitam kecil masih merupakan penjelasan yang realistis. Para peneliti merekomendasikan pengamatan lebih lanjut dari cluster menggunakan Hubble dan Teleskop Luar Angkasa James Webb untuk membatasi gerakan bintang-bintang di dalamnya dengan lebih baik.

Hasilnya dipublikasikan di Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society.