Apa yang menyebabkan lubang hitam monster di jantung galaksi menyala dan mulai memancar dengan kuat? Astronom Eropa menyarankan alasan selain tabrakan galaksi.
Dalam pengumuman mengejutkan sebelumnya hari ini (13 Juli), European Southern Observatory mengatakan bahwa lubang hitam raksasa - raksasa jutaan atau milyaran massa matahari, yang diperkirakan mengintai sebagian besar galaksi - memiliki mekanisme untuk menjadi aktif Selain daripada tabrakan galaksi.
Sebelum ini, tabrakan galaksi diperkirakan menyebabkan lubang hitam supermasif mulai menghisap gas, debu, dan bintang di sekitarnya - memicu ledakan kekerasan di inti galaksi - menandai transisi dari galaksi yang tenang, seperti Bima Sakti kita, ke galaksi aktif. Inilah yang dikatakan ESO.
Sebuah studi baru yang menggabungkan data dari ESO Very Large Telescope dan ESA's XMM-Newton X-ray observatory space ternyata mengejutkan. Sebagian besar lubang hitam besar di pusat-pusat galaksi dalam 11 miliar tahun terakhir tidak dihidupkan oleh merger antara galaksi, seperti yang telah diperkirakan sebelumnya.
Kesimpulan ini dihasilkan dari studi baru lebih dari 600 galaksi aktif di bidang langit yang disebut bidang COSMOS. Studi intensif di wilayah ini menunjukkan kemungkinan bahwa inti galaksi dan lubang hitamnya yang mengintai menjadi aktif karena proses - seperti ketidakstabilan cakram dan starburst - di dalam galaksi individu itu sendiri. Hasil penelitian ini muncul dalam edisi Juli 2011 Jurnal Astrofisika.
Galaksi NGC 4945 adalah contoh galaksi dengan inti aktif. Kredit Gambar: ESO / IDA et al
NGC 5256, juga dikenal sebagai Markarian 266, adalah contoh mencolok dari dua galaksi cakram yang akan bergabung, masing-masing memiliki inti galaksi aktif. Sebuah studi baru menunjukkan bahwa inti aktif dipicu bukan oleh merger tetapi oleh proses di dalam setiap galaksi. Kredit Gambar: NASA / ESA et al
Bidang COSMOS adalah area sekitar sepuluh kali lipat dari bulan purnama, di konstelasi Sextans. Ini adalah salah satu bagian langit yang paling banyak dipelajari dengan teleskop di tanah dan di luar angkasa. Kredit Gambar: ESO, IAU, Langit dan Teleskop
Di banyak galaksi, termasuk Bima Sakti kita sendiri, lubang hitam pusatnya sunyi. Tetapi di beberapa galaksi, terutama di awal sejarah alam semesta, di mana galaksi-galaksi itu saling berdekatan, lubang hitam pusat diyakini berpesta pada material yang mengeluarkan radiasi intens saat jatuh ke lubang hitam.
Proses yang mengaktifkan lubang hitam yang sedang tidur - mengubah galaksi dari diam menjadi aktif - telah menjadi misteri dalam astronomi. Apa yang memicu ledakan kekerasan di pusat galaksi, yang kemudian menjadi inti galaksi aktif? Hingga kini, banyak astronom berpikir bahwa sebagian besar nukleus aktif ini dinyalakan ketika dua galaksi bergabung, atau ketika mereka saling berdekatan dan bahan yang terganggu itu menjadi bahan bakar untuk lubang hitam pusat. Hasil penelitian baru menunjukkan gagasan ini mungkin salah untuk banyak galaksi aktif.
Gambar bidang-lebar bidang cahaya yang terlihat dari bidang COSMOS, ditandai dengan kotak biru. Kredit Gambar: ESO dan Digitized Sky Survey 2, Davide De Martin
Beberapa galaksi aktif dengan lubang hitam supermasif di pusatnya - yang digunakan dalam studi baru ini - ditandai dengan salib merah pada gambar bidang COSMOS ini. Kredit Gambar: CFHT / IAP / Terapix / CNRS / ESO
Untuk melihat lebih dekat galaksi aktif, para astronom memfokuskan pada bidang langit yang disebut bidang COSMOS - area sekitar sepuluh kali lipat dari bulan purnama, di konstelasi Sextans (The Sextant). Para astronom telah menggunakan banyak teleskop untuk memetakannya pada panjang gelombang yang berbeda sehingga serangkaian studi dan investigasi dapat mengambil manfaat dari kekayaan data ini.
Kehadiran inti galaksi aktif terungkap oleh sinar-X yang dipancarkan dari sekitar lubang hitam. Marcella Brusa, salah satu penulis penelitian ini, mengatakan:
Butuh lebih dari lima tahun, tetapi kami dapat menyediakan salah satu inventaris galaksi aktif terbesar dan terlengkap di langit sinar-X.
Tim menemukan bahwa inti aktif sebagian besar berada di galaksi besar dengan banyak materi gelap. Ini adalah kejutan dan tidak konsisten dengan prediksi dari teori - jika sebagian besar inti aktif adalah konsekuensi dari merger dan tabrakan antara galaksi, maka mereka harus ditemukan di galaksi dengan massa sedang (sekitar satu triliun kali massa matahari). Tetapi tim menemukan bahwa sebagian besar nukleus aktif berada di galaksi dengan massa sekitar 20 kali lebih besar dari prediksi teori merger.
Karya yang diterbitkan tahun lalu dari NASA / ESA Hubble Space Telescope menunjukkan tidak ada hubungan kuat antara inti aktif dalam galaksi dan merger dalam sampel galaksi yang relatif dekat. Studi itu menengok ke belakang sekitar delapan miliar tahun ke masa lalu, tetapi karya baru itu mendorong kesimpulan ini tiga miliar tahun lebih jauh ke masa ketika galaksi-galaksi dikemas lebih dekat satu sama lain.
Viola Allevato, penulis utama di kertas, mengatakan:
Hasil baru ini memberi kita wawasan baru tentang bagaimana lubang hitam supermasif memulai makanan mereka. Mereka menunjukkan bahwa lubang hitam biasanya diberi makan oleh proses di dalam galaksi itu sendiri, seperti ketidakstabilan cakram dan ledakan bintang, yang bertentangan dengan tabrakan galaksi.
Alexis Finoguenov, yang mengawasi pekerjaan itu, menyimpulkan:
Bahkan di masa lalu yang jauh, hingga hampir 11 miliar tahun yang lalu, tabrakan galaksi hanya dapat menjelaskan sebagian kecil dari galaksi aktif yang cukup terang. Pada saat itu galaksi lebih dekat bersama sehingga merger diharapkan lebih sering daripada di masa lalu, sehingga hasil baru jauh lebih mengejutkan.
Sejumlah besar galaksi yang sangat samar terlihat dalam gambar mendalam bidang COSMOS ini. Kredit Gambar: CFHT / IAP / Terapix / CNRS / ESO
Intinya: Bahkan di alam semesta awal, ketika galaksi-galaksi terkemas berdekatan, tabrakan mungkin tidak bertanggung jawab untuk menyalakan lubang hitam supermasif dan dengan demikian menciptakan inti galaksi aktif, menurut sebuah studi oleh para astronom Observatorium Southern Eropa yang mengamati lebih dari 600 galaksi aktif di bidang langit yang disebut bidang COSMOS. Hasil penelitian mereka muncul dalam edisi Juli 2011 Jurnal Astrofisika.