Lubang Hitam Supermasif dan Akresi

Lubang hitam supermasif menggerakkan inti galaksi aktif dengan menarik gas di sekitarnya, yang membentuk piringan akresi panas yang memancarkan sejumlah besar energi.

Definition

Lubang hitam supermasif adalah lubang hitam dengan massa jutaan hingga miliaran massa matahari yang berada di pusat galaksi; akresi adalah aliran gas yang membentuk piringan panas dan bercahaya di sekitarnya, melepaskan energi gravitasi sebagai radiasi yang menggerakkan inti galaksi aktif.

Scope

Topik ini mencakup bukti keberadaan lubang hitam supermasif di pusat galaksi, fisika piringan akresi dan konversi energi gravitasi menjadi radiasi, batas luminositas Eddington, dan tanda spektral karakteristik akresi seperti 'big blue bump' dan emisi sinar-X.

Core questions

• Bukti apa yang menunjukkan bahwa pusat galaksi menampung lubang hitam supermasif?
• Bagaimana piringan akresi mengubah energi gravitasi menjadi radiasi?
• Apa yang menentukan luminositas maksimum yang dapat dipertahankan oleh lubang hitam yang berakresi?
• Fitur spektral apa yang mengungkapkan akresi di sekitar lubang hitam supermasif?

Key theories

Piringan akresi standar

Shakura dan Sunyaev mengembangkan model piringan yang tipis secara geometris dan tebal secara optik di mana viskositas mengangkut momentum sudut dan memanaskan gas, memancarkan spektrum multi-suhu yang khas.

Mesin lubang hitam untuk AGN

Rees mensintesis kasus bahwa akresi ke lubang hitam masif adalah satu-satunya mekanisme yang mampu menghasilkan keluaran inti aktif yang kompak, energik, dan bervariasi.

Batas Eddington

Tekanan radiasi dari luminositas akresi menghambat aliran masuk, menetapkan luminositas maksimum karakteristik yang sebanding dengan massa lubang hitam yang mengatur seberapa cepat lubang hitam dapat tumbuh.

Clinical relevance

Akresi ke lubang hitam supermasif merupakan salah satu proses pelepasan energi paling efisien yang diketahui, mendasari semua inti galaksi aktif, dan menghubungkan pertumbuhan lubang hitam dengan galaksi induknya serta dengan radiasi yang menerangi alam semesta yang jauh.

History

Setelah kuasar mengungkapkan luminositas yang sangat besar dari wilayah kecil, Lynden-Bell dan lainnya menunjuk pada lubang hitam yang berakresi, dan model piringan Shakura-Sunyaev tahun 1973 memberikan deskripsi kuantitatif akresi. Tinjauan Rees tahun 1984 mengkonsolidasikan paradigma lubang hitam, yang telah dikonfirmasi oleh pengamatan selanjutnya di seluruh spektrum.

Key figures

• Nikolai Shakura
• Rashid Sunyaev
• Martin Rees
• Donald Lynden-Bell

Seminal works

• shakura1973
• rees1984
• peterson1997

Frequently asked questions

Bagaimana lubang hitam bisa begitu bercahaya jika cahaya tidak bisa lepas darinya?

Cahaya tidak berasal dari dalam lubang hitam, melainkan dari piringan akresi gas yang berputar spiral ke arahnya. Gesekan memanaskan gas ini hingga suhu ekstrem sebelum melintasi horizon peristiwa, membuat wilayah di sekitar lubang hitam bersinar terang.

Seberapa masif lubang hitam supermasif?

Massanya berkisar dari sekitar satu juta hingga beberapa miliar kali massa Matahari. Yang paling masif terletak di pusat galaksi raksasa, sementara yang lebih kecil, seperti di Bima Sakti, berada di ujung bawah kisaran.