Para astronom tahu bahwa lubang hitam supermasif di pusat galaksi ada di alam semesta awal, tapi bagaimana benda-benda ini berhasil mengumpulkan bobot tersebut dalam jangka waktu yang singkat kosmologis adalah sebuah misteri. Sekarang, sebuah tim peneliti di Jerman dan Amerika Serikat telah menggunakan simulasi komputer humongous untuk menunjukkan bahwa aliran dingin gas dari luar galaksi muda bisa makan lubang pusat hitam cukup cepat untuk lubang untuk tumbuh pesat.Lubang hitam supermasif yang tungku di pusat galaksi. Mereka menghisap dalam jumlah besar materi - yang melepaskan energi yang menyebabkan gas yang mengelilingi mereka untuk bersinar. Para astronom menyebutnya pusat galaksi quasar bersinar dan Sloan Digital Sky Survey telah menemukan cahaya dari quasar yang dipancarkan sesedikit 800 juta tahun setelah Big Bang. Beberapa dari quasar yang jauh lebih terang dari yang diharapkan. Memang, mereka memancarkan cahaya begitu banyak bahwa lubang hitam di pusat mereka pasti sangat besar, setidaknya satu miliar kali massa Matahari.Dengan asumsi bahwa lubang hitam supermasif mulai hidup sebagai sebuah lubang hitam yang relatif kecil pada inti runtuh dari supernova besar, Volker Springel dari Institut Studi Teoritis Heidelberg di Jerman mengatakan bahwa itu akan perlu memiliki makan pada tingkat maksimum dari seterusnya kelahiran di Untuk mencapai satu miliar massa matahari sekarang. "Tampaknya mungkin, tapi itu agak dibikin," katanya. Hal ini karena tingkat di mana lubang hitam terakumulasi materi adalah berbanding lurus dengan massanya, dan lubang hitam karena kecil tumbuh sangat lambat.Langsung runtuhnyaPenjelasan alternatif adalah bahwa jumlah yang sangat besar gas - sekitar 100.000 massa matahari - mungkin telah runtuh langsung ke dalam lubang hitam. Sekarang, Springel dan rekan - termasuk pemimpin tim Tiziana Di Matteo di Carnegie Mellon University di AS - telah menggunakan simulasi komputer untuk menunjukkan bahwa skenario ini adalah mungkin.Tim dimodelkan alam semesta dalam sebuah kotak virtual yang 2,4 miliar tahun cahaya ke samping - sebuah volume yang kira-kira 1% dari alam semesta terlihat hari ini. Ini ukuran simulasi dipilih dalam rangka untuk meningkatkan kemungkinan bahwa quasar sangat besar akan muncul dari model. Di dalam kotak peduli, gas dan gelap, suatu bentuk materi yang berinteraksi melalui gravitasi saja, diwakili oleh 65,5 miliar partikel."Ini merupakan prestasi yang luar biasa untuk dapat mensimulasikan seperti volume besar ruang dengan presisi diperlukan untuk mengatakan sesuatu tentang lubang hitam tunggal," kata Daniel Mortlock dari Imperial College London. Sedangkan resolusi dari penelitian ini adalah cukup baik untuk melihat lubang hitam individu, itu harus cukup kasar untuk membuat simulasi layak. Akibatnya, masing-masing gas "partikel" memiliki massa 57 juta Suns, sementara materi gelap ditimbang dalam pada 280 juta kali massa matahari per partikel.Miliar tahun simulasiSimulasi mencakup jangka waktu yang dari 10 juta tahun setelah Big Bang untuk sekitar 1,3 miliar tahun kemudian. Dengan berjalannya waktu, gravitasi menyebabkan partikel-partikel mengumpul secara bertahap. Setelah jemaat partikel gas mencapai kepadatan yang terkait dengan pembentukan lubang hitam, program ini memperkenalkan partikel 100.000 massa matahari ke tengah rumpun untuk mewakili sebuah lubang hitam. Ini "benih" kemudian bisa mulai accreting partikel gas menurut model pertumbuhan lubang hitam.Setelah 800 juta tahun, satu lubang hitam telah mencapai 3 miliar massa matahari, sementara sembilan lebih banyak dekat dengan tanda miliar-surya-massa. Untuk mengetahui bagaimana mereka telah tumbuh, tim diperbesar dalam pada mereka, menemukan bahwa yang tumbuh tercepat tampaknya diberi makan oleh aliran gas padat. Gambar ini mendukung gagasan "gas dingin mengalir" menembus langsung ke lubang hitam tanpa pemanasan melalui interaksi dengan gas panas sudah di sekitarnya. Meskipun lubang hitam merger telah diusulkan sebagai rute untuk lubang hitam supermasif, merger lubang hitam tidak termasuk di antara yang terbesar dalam simulasi."[Simulasi] adalah yang pertama untuk kuantitatif memperkirakan bahwa aliran gas dingin dapat deposit jumlah besar segar 'bahan bakar' ke pusat galaksi, mungkin makan lubang hitam supermasif, bahkan dalam ketiadaan merger," kata Lucio Mayer dari University of Zurich , Swiss. "Namun, resolusi simulasi masih terlalu rendah untuk memastikan apakah gas tersebut secara langsung akan memberi makan lubang hitam pusat." Ia menduga bahwa akan lebih cenderung untuk menetap ke disk gas yang mengelilingi lubang hitam, makan lebih lambat, tapi ini perilaku rinci harus dieksplorasi dengan resolusi tinggi simulasi.Penelitian ini dilaporkan dalam The Astrophysical Journal.
SOURCE @ http://physicsworld.com/
0 komentar:
Posting Komentar