Defisit jisim

Dalam astronomi, defisit jisim (Templat:Jawi) ialah jumlah jisim (dalam bentuk bintang) yang telah dikeluarkan dari pusat galaksi, yang dipercayai disebabkan oleh tindakan lubang hitam supermasif binari.

Rajah tersebut menggambarkan bagaimana defisit jisim diukur, menggunakan profil kecerahan yang diperhatikan galaksi

Ketumpatan bintang semakin meningkat ke arah pusat dalam kebanyakan galaksi. Dalam galaksi kecil, peningkatan ini berterusan hingga ke pusat galaksi. Namun, dalam galaksi besar, biasanya terdapat sebuah "teras", iaitu kawasan berhampiran pusat di mana ketumpatan adalah tetap atau meningkat perlahan-lahan. Saiz teras – yang dikenali sebagai "jejari teras" – boleh mencapai beberapa ratus parsek dalam galaksi elips besar. Teras bintang yang terbesar yang pernah diperhatikan mempunyai jejari antara 3.2 hingga 5.7 kiloparsek.

Dipercayai bahawa teras dihasilkan oleh lubang hitam supermasif binari (SMBH). SMBH binari terbentuk semasa penggabungan dua galaksi. Jika sebuah bintang melalui kawasan berdekatan dengan binari supermasif ini, ia akan dihantar keluar melalui proses yang dipanggil lastik kegravitian (gravitational slingshot). Pengusiran ini berterusan sehingga kebanyakan bintang di sekitar pusat galaksi telah dikeluarkan. Hasilnya ialah teras dengan ketumpatan rendah. Teras seperti ini terdapat secara meluas dalam galaksi elips gergasi.

Defisit jisim ditakrifkan sebagai jumlah jisim yang dikeluarkan dalam mencipta teras. Secara matematik, defisit jisim ditakrifkan sebagai $$M_{\mathrm{d}\mathrm{e}\mathrm{f}}=4\pi \underset{0}{\overset{R_c}{\int }}[{\rho }_i(r)-\rho (r)]r^{2}dr,$$

iaitu Templat:Mvar ialah ketumpatan asal, Templat:Mvar ialah ketumpatan yang diperhatikan, dan Rc ialah jejari teras. Mengikut amalan, model teras-Sersic boleh digunakan untuk membantu mengukur defisit tersebut.

Defisit jisim yang diperhatikan biasanya berada dalam julat satu hingga beberapa kali jisim lubang hitam supermasif (SMBH) pusat, dan jejari teras yang diperhatikan adalah sebanding dengan jejari pengaruh SMBH pusat. Ciri-ciri ini konsisten dengan apa yang diramalkan dalam model teori pembentukan teras dan memberikan sokongan kepada hipotesis bahawa semua galaksi cerah suatu ketika dahulu mengandungi SMBH binari di pusat mereka.

Tidak diketahui sama ada kebanyakan galaksi masih mengandungi binari besar, atau sama ada dua lubang hitam telah bergabung. Kedua-dua kemungkinan adalah konsisten dengan kehadiran defisit jisim.

Pautan luar

• Ferrarese, L. dan Merritt, D. (2002). Lubang Hitam Supermasif . Dunia Fizik, Jun 2002, hlm. 41.