Para astronom menggunakan kamera mutakhir yang dipasang di salah satu teleskop terbesar di dunia untuk menemukan 83 quasar baru - ditenagai oleh pusat, lubang hitam supermasif - di alam semesta yang sangat awal.
Berikut adalah 100 quasar - yang diperkirakan didukung oleh lubang hitam supermasif di pusatnya - diidentifikasi melalui data dari Hyper Suprime-Cam yang dipasang di Teleskop Subaru. 7 baris teratas mewakili 83 penemuan baru. 2 baris terbawah mewakili 17 quasar yang diketahui sebelumnya di wilayah survei. Gambar melalui NAOJ
Para astronom mengatakan pada 13 Maret 2019, bahwa mereka telah menemukan 83 quasar baru, ditenagai oleh lubang hitam supermasif di inti mereka, di alam semesta yang sangat jauh dan oleh karena itu sangat awal. Quasar adalah objek yang sangat terang di alam semesta awal. Mereka sangat bercahaya sehingga kita bisa melihat mereka bersinar, bahkan dalam jarak yang sangat jauh ini. Yang baru ini diperkirakan berasal dari masa ketika alam semesta kurang dari 10 persen dari zamannya saat ini. Para astronom mengatakan mereka membuat penemuan dengan menggunakan instrumen canggih, kamera lapangan lebar Hyper Suprime-Cam yang dipasang di Teleskop Subaru. Mereka mengatakan penemuan mereka:
... meningkatkan jumlah lubang hitam yang diketahui pada zaman itu secara signifikan, dan mengungkapkan, untuk pertama kalinya, seberapa umum lubang hitam supermasif pada awal sejarah alam semesta. Selain itu, memberikan wawasan baru tentang efek lubang hitam pada kondisi fisik gas di alam semesta awal dalam miliar tahun pertamanya.
Ingin melihat salah satu quasar baru dari dekat? Kamu tidak bisa. Mereka terlalu jauh. Gambar di bawah ini menunjukkan salah satu quasar yang baru ditemukan. Sangat mengesankan, ketika Anda ingat cahayanya datang kepada kita sejak lebih dari 13 miliar tahun yang lalu.
Cahaya dari salah satu quasar paling jauh yang diketahui, ditenagai oleh lubang hitam supermasif pada intinya, sekitar 13,05 miliar tahun cahaya dari Bumi. Objek lain di lapangan sebagian besar adalah bintang di Bima Sakti kita, dan galaksi terlihat di sepanjang garis pandang. Gambar melalui Hyper Suprime-Cam / Subaru Telescope / NAOJ.
Mari kita bicara sejenak tentang bagaimana para astronom menemukan semua quasar baru yang berlubang hitam ini. Tim peneliti yang dipimpin oleh Yoshiki Matsuoka dari Ehime University di Jepang menggunakan data yang diambil dengan instrumen yang disebut Hyper Suprime-Cam, dipasang pada salah satu teleskop terbesar di dunia, Teleskop Subaru dari Observatorium Astronomi Nasional Jepang, yang terletak di KTT Mauna Kea di Hawaii.
Hyper Suprime-Cam, kata para astronom ini, sangat kuat karena memiliki bidang pandang yang sangat besar, tujuh kali luas bulan purnama. Tim Hyper Suprime-Cam saat ini sedang melakukan survei langit menggunakan 300 malam waktu teleskop, yang tersebar selama lima tahun. Survei mengungkapkan 83 quasar yang sebelumnya sangat tidak dikenal, mungkin dengan lubang hitam supermasif di inti mereka.
Bersama dengan 17 quasar yang sudah dikenal di wilayah survei, Matsuoka dan kolaborator menemukan bahwa - di alam semesta awal, pada saat alam semesta kurang dari 10 persen dari usia saat ini - ada sekitar satu lubang hitam supermasif di setiap kubus ruang satu miliar tahun cahaya di satu sisi. Mereka berkata:
Quasar yang ditemukan sekitar 13 miliar tahun cahaya dari Bumi; dengan kata lain, kita melihat mereka ada 13 miliar tahun yang lalu. Waktu yang berlalu sejak Big Bang hingga zaman kosmik hanya 5 persen dari zaman kosmik saat ini (13,8 miliar tahun), dan sungguh luar biasa bahwa benda-benda padat yang begitu besar dapat terbentuk segera setelah Big Bang. Quasar paling jauh yang ditemukan oleh tim adalah 13,05 miliar tahun cahaya jauhnya, yang diikat untuk lubang hitam supermasif kedua yang paling jauh yang pernah ditemukan.
Konsep artis tentang instrumen Hyper Suprime-Cam di Teleskop Suburu. Ini adalah kamera foto digital raksasa; tingginya lebih tinggi dari manusia dan beratnya sekitar tiga ton. Kamera memiliki bidang pandang yang sangat luas. Gambar melalui NAOJ.
Sekarang, inilah lebih banyak tentang lubang hitam supermasif di pusat quasar. Tanpa lubang hitam, quasar hanya akan menjadi galaksi biasa di alam semesta awal. Tidak ada apa pun untuk menghasilkan energi yang luar biasa, dan karenanya kami tidak akan pernah melihatnya. Tapi, memang, lubang hitam supermasif harus ada di sana. Lubang hitam supermasif - meskipun lebih tua, lebih tenang - juga ditemukan di galaksi terdekat. Bahkan ada lubang hitam supermasif yang relatif tenang di pusat galaksi Bima Sakti kita. Pernyataan dari Observatorium Astronomi Nasional Jepang menjelaskan:
Lubang hitam supermasif ditemukan di pusat-pusat galaksi, dan memiliki massa jutaan atau bahkan miliaran kali lipat dari matahari. Sementara mereka lazim di alam semesta saat ini, tidak jelas kapan mereka pertama kali terbentuk, dan berapa banyak dari mereka ada di alam semesta awal yang jauh.
Sementara lubang hitam supermasif yang jauh diidentifikasi sebagai quasar, yang bersinar ketika gas bertambah ke dalamnya (lihat konsep artis di bawah ini), penelitian sebelumnya hanya sensitif terhadap quasar paling bercahaya yang sangat langka, dan dengan demikian lubang hitam paling masif.
Penemuan baru menyelidiki populasi lubang hitam supermasif dengan massa karakteristik lubang hitam paling umum yang terlihat di alam semesta saat ini, dan dengan demikian menjelaskan asal-usulnya.
Matsuoka berkata:
Quasar yang kami temukan akan menjadi subjek yang menarik untuk pengamatan lebih lanjut dengan fasilitas saat ini dan masa depan. Kita juga akan belajar tentang pembentukan dan evolusi awal lubang hitam supermasif, dengan membandingkan kepadatan jumlah yang diukur dan distribusi luminositas dengan prediksi dari model teoritis.
Berdasarkan hasil yang dicapai sejauh ini, tim mengatakan sedang melihat ke depan untuk mencari lubang hitam supermasif yang lebih jauh, dan untuk mengungkapkan zaman ketika lubang hitam supermasif pertama muncul di alam semesta.
Konsep artis tentang quasar. Sebuah lubang hitam supermasif berada di tengahnya. Energi gravitasi dari bahan yang bertambah ke lubang hitam supermasif dilepaskan sebagai cahaya, dan dengan demikian quasar sangat bercahaya dan dapat dilihat di miliaran tahun cahaya ruang. Gambar melalui Yoshiki Matsuoka.
Intinya: Para astronom menggunakan kamera bidang lebar mutakhir, Hyper Suprime-Cam - dipasang di salah satu teleskop terbesar di dunia, Subaru Telescope di Hawaii - untuk menemukan 83 quasar baru. Quasar dianggap didukung oleh pusat, lubang hitam supermasif. Kami melihat mereka pada saat alam semesta kurang dari 10 persen dari usia saat ini.