Lubang Hitam Mungkin Saja Tidak Pernah Ada
Daftar Isi:
Para ilmuwan pada hari Senin berbagi teori baru tentang salah satu misteri terbesar alam semesta, menawarkan jawaban sederhana untuk pertanyaan kosmik: Apa sumber sinar kosmik berenergi sangat tinggi, neutrino berenergi tinggi, dan sinar gamma yang melakukan perjalanan jutaan tahun cahaya ke mencapai Bumi?
Selama beberapa dekade, fisikawan telah mencoba untuk memecahkan misteri kosmik tentang bagaimana ketiga jenis partikel ini - yang menghasilkan jutaan kali lebih banyak energi daripada yang dapat kita hasilkan di Bumi - tiba di planet kita.
Tahun lalu, para ilmuwan yang menggunakan Pierre Auger Observatory dari Argentina menyimpulkan bahwa sinar kosmik ini tidak berasal dari galaksi kita tetapi tidak mengusulkan ide spesifik tentang dari mana asalnya.
Itu semua mungkin berubah sekarang. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan Senin di jurnal Fisika Alam, sepasang fisikawan mengusulkan bahwa jet lubang hitam supermasif - materi yang dikeluarkan dari lubang hitam di dekat kecepatan cahaya - melahirkan ketiga partikel ekstrim ini:
- Sinar kosmik energi ultra tinggi
- Neutrino PeV
- Sinar gamma sub-TeV isotropik
Sebuah Kebetulan Luar Biasa
Kohta Murase, asisten profesor fisika, astronomi, dan astrofisika di Penn State University, dan peneliti postdoctorate Universitas Maryland Ke Fang berkolaborasi untuk mengembangkan model baru ini, yang bertumpu pada kebetulan luar biasa bahwa partikel kosmik berenergi tinggi ini semua memiliki energi yang sebanding tingkat generasi.
"Model kami menunjukkan cara untuk memahami mengapa ketiga jenis partikel kurir kosmik ini memiliki jumlah input daya yang sangat mirip ke dalam alam semesta, meskipun fakta bahwa mereka diamati oleh detektor berbasis-ruang dan darat lebih dari sepuluh kali lipat dalam energi partikel individu, ”kata Murase dalam sebuah pernyataan. Intensitas yang sama dari ketiga partikel itu membuat Murase dan Fang bertanya-tanya apakah ada hubungan fisik di antara mereka.
“Model baru ini menunjukkan bahwa neutrino berenergi sangat tinggi dan sinar gamma berenergi tinggi secara alami diproduksi melalui tabrakan partikel sebagai partikel puteri dari sinar kosmik, dan dengan demikian dapat mewarisi anggaran energi sebanding dari partikel induknya,” kata Murase. "Ini menunjukkan bahwa energi yang sama dari tiga rasul kosmik mungkin bukan kebetulan belaka."
Lahir dari Black Hole Jets
Faktanya, Murase dan Fang tidak hanya berpendapat bahwa ini bukan kebetulan, mereka juga mengatakan bahwa partikel-partikel ini memiliki asal yang sama: jet black hole.
"Dalam model kami, sinar kosmik dipercepat oleh jet kuat inti galaksi aktif melarikan diri melalui lobus radio yang sering ditemukan di ujung jet," kata penulis pertama Fang. Ketika sinar meninggalkan jet, Murase dan Fang menulis, tabrakan partikel yang dijelaskan Murase menghasilkan neutrino berenergi sangat tinggi dan sinar gamma berenergi tinggi.
Penelitian ini hanyalah satu langkah kecil menuju pemahaman yang lebih baik tentang apa yang disebut emisi "multi-messenger" dari lubang hitam (segudang sinyal yang dihasilkan dalam peristiwa kosmik), tetapi Murase dan Fang berharap bahwa mereka dapat memberi penerangan baru tentang asal-usulnya. - Dan nasib - radiasi kosmik dengan menerangi hubungan di antara ketiga partikel ini.
Abstrak: Asal usul sinar kosmik energi ultra-tinggi (UHECRs) adalah teka-teki berusia setengah abad. Misteri ini telah diperdalam oleh suatu kebetulan yang menarik: lebih dari sepuluh urutan besarnya energi, tingkat pembangkit energi UHECRs, neutrino PeV dan sub-TeV-sinar isotropik sebanding, yang mengisyaratkan gambaran besar yang disatukan. Di sini kami melaporkan bahwa jet lubang hitam yang kuat dalam agregat galaksi dapat menyediakan asal mula yang sama untuk semua fenomena ini. Setelah dipercepat dengan jet, sinar kosmik berenergi rendah yang terkurung di lobus radio didinginkan secara adiabatik; sinar kosmik berenergi lebih tinggi meninggalkan sumber berinteraksi dengan lingkungan gugus bermagnet dan menghasilkan neutrino dan sinar-;; partikel berenergi tertinggi keluar dari gugus inang dan berkontribusi pada sinar kosmik yang teramati di atas 100 PeV. Model ini konsisten dengan spektrum, komposisi dan isotropi dari UHECR yang diamati, dan juga menjelaskan neutrino IceCube dan komponen non-blazar dari latar belakang sinar-sinar Fermi, dengan asumsi keluaran energi yang wajar dari jet lubang hitam dalam kelompok.
Jet Lubang Hitam Ini Menempatkan Bintang Kematian untuk Malu
Lubang hitam. Jika sesuatu dengan gaya gravitasi yang cukup kuat untuk menarik dirinya sendiri dan segala sesuatu yang berada di dalamnya tidak cukup dingin, bagaimana dengan sesuatu yang melakukan itu dan menembakkan pancaran energi abadi lebih jauh daripada Bima Sakti yang lebar? Selesai: Pada hari Selasa, NASA merilis gambar jet dan kontra-jet ...
Para Astronom Mengatakan Lubang Hitam Supermasif Mungkin Sebenarnya Di Mana Saja
Para astronom di University of California, Berkeley baru saja menemukan sebuah lubang hitam supermasif yang memecahkan rekor dengan massa setara dengan 17 miliar matahari yang duduk di ruang yang relatif kosong di alam semesta. Ini adalah temuan yang tidak biasa yang menunjukkan bahwa fenomena langit yang sangat masif ini ...
Bisakah Anda Melarikan Diri Dari Lubang Hitam Melalui Lubang Cacing?
Sebuah lubang hitam seharusnya menjadi bagian dari ruang-waktu yang sangat padat, itu mengosongkan semua materi dan cahaya di sekitarnya dan secara efektif menghancurkannya. Tetapi tidak selalu berhasil seperti itu. Kami telah melihat bukti lubang hitam makan di beberapa bahan kosmik yang lezat, dan kemudian bersendawa sebagian. E ...