Lubang Hitam Bima Sakti Bersiap Memangsa Awan G2

Simulasi dari debu dan gas awan G2 pada orbitnya sekitar Bima Sakti lubang hitam sentral * SgrA. (Kredit: Foto milik M. Schartmann dan L. Calcada / European Southern Observatory dan Max-Planck-Institut fur Extraterrestrische Physik)

Astronesia-Siapkah anda untuk mendapatkan pengalaman menarik di pusat galaksi kita. Acara ini melibatkan sebuah lubang hitam yang dapat memakan banyak awan mendekati debu dan gas yang dikenal sebagai G2.

Sebuah simulasi superkomputer disiapkan oleh dua fisikawan Lab dan mantan Postdoc menunjukkan bahwa beberapa G2 akan bertahan hidup, meskipun massanya hidup akan terkoyak, meninggalkannya dengan bentuk yang berbeda dan nasib yang dipertanyakan.

Temuan ini adalah karya fisikawan komputasi Peter Anninos dan astrofisikawan Stephen Murray, baik dari divisi AX dalam Senjata dan Direktorat Integrasi Kompleks (WCI), bersama dengan mantan Postdoc Chris Fragile, sekarang seorang profesor di College of Charleston di South Carolina , dan muridnya, Julia Wilson.

Mereka datang dengan enam simulasi, menggunakan Cosmos + + kode komputer yang dikembangkan oleh Anninos dan Fragile, yang diperlukan lebih dari 50.000 jam komputasi pada 3.000 prosesor pada superkomputer Palmetto di Clemson University di Columbia, Carolina Selatan

Lubang hitam ini dikenal sebagai Sgr A *. "Sgr" adalah singkatan untuk Sagitarius, konstelasi dekat pusat Bima Sakti. Kebanyakan galaksi memiliki lubang hitam di pusat mereka, beberapa ribuan kali lebih besar dari yang satu ini.

"Sementara yang satu ini 3-4 juta kali lebih besar matahari kita, sudah relatif tenang," menurut Murray. "Ini tidak mendapatkan makan sangat banyak." Bertentangan dengan nama mereka, lubang hitam dapat muncul sangat cerah. Itu karena gas yang mengorbit mereka kehilangan energi melalui gesekan, semakin panas dan cerah seperti spiral ke dalam sebelum jatuh ke dalam lubang hitam.

Komposisi awan G2 masih merupakan misteri.

Para astronom awalnya melihat sesuatu di wilayah tersebut pada tahun 2002, tetapi penentuan rinci pertama dari ukuran dan orbit datang hanya tahun ini. Debu di awan telah diukur sekitar 550 Kelvin, sekitar dua kali lebih panas seperti suhu permukaan bumi. Gas, sebagian besar hidrogen, adalah sekitar 10.000 Kelvin, atau hampir dua kali lebih panas seperti permukaan matahari.

Asal-usulnya masih belum diketahui.

 

Murray mengatakan: "Spekulasi berkisar setelah menjadi bintang tua yang memiliki semacam sendawa dan kehilangan sebagian dari atmosfer luarnya, sesuatu yang berusaha untuk menjadi planet dan tidak bisa cukup berhasil karena lingkungan terlalu panas . "

Sebagai awanyang  mendekati lubang hitam dan mulai jatuh ke dalam apa yang disebutnya sebagai Murray "a gravity well" mulai September mendatang, ia akan mulai untuk menumpahkan energi, menyebabkan ia untuk memanaskan suhu yang sangat tinggi, yang terlihat di teleskop radio dan X-ray pada Bumi serta satelit yang mengorbit, seperti NASA Chandra X-ray Observatory.

Tapi itu tidak akan menjadi jalur tabrakan.

 

Titik di mana objek bintang tidak bisa lagi melarikan diri ditelan oleh lubang hitam dikenal sebagai jari-jari Schwarzschild, kuantitas yang nilainya tergantung pada massa lubang hitam, kecepatan cahaya dan konstanta gravitasi.

Tapi simulasi superkomputer menunjukkan bahwa awan tidak akan bertahan pertemuan itu.

 

Menurut Anninos: "Ada terlalu banyak gesekan dinamis sehingga mengalami melalui ketidakstabilan hidrodinamik dan pasang surut yang membentang dari lubang hitam Jadi banyak energi kinetik dan momentum sudut akan hilang pergi dan itu hanya akan semacam memecah menjadi semacam. Struktur koheren. Sebagian besar itu akan bergabung dengan sisa disk akresi panas di sekitar lubang hitam, atau hanya jatuh dan bisa ditangkap oleh lubang hitam ini akan kehilangan banyak energi, tetapi tidak semuanya.. Ini akan menjadi begitu menyebar bahwa itu tidak mungkin bahwa setiap sisa gas akan terus di jalur orbitnya. "

Pertemuan dekat akan memakan waktu beberapa bulan. Seluruh acara diperkirakan akan berlangsung kurang dari satu dekade.

 

Simulasi yang diposting di Web. Ini menunjukkan awan dimodelkan sebagai bola gas yang sederhana, dekat titik dalam orbitnya di mana ia pertama kali ditemukan. Karena pendekatan Sgr A *, suatu proses yang dikenal sebagai pasang peregangan semakin mendistorsi awan. Pada akhir 2012, awan akan hampir lima kali lebih lama daripada lebar.

 

Seiring dengan pasang surut peregangan, awan juga mengalami hambatan dalam bentuk tekanan ram seperti mencoba untuk membajak melalui gas antarbintang panas yang sudah mengisi ruang di sekitar Sgr A *. Interaksi G2 dengan gas latar belakang menyebabkan gangguan lebih lanjut untuk awan dari Rayleigh-Taylor dan Kelvin-Helmholtz ketidakstabilan. Secara kolektif, efek ini bertindak untuk mengupas beberapa materi dari awan dan feed ke Sgr A *.

Daily Science