"Untuk pertama kalinya, kita dapat melihat sejauh mana sebenarnya quasar dan black hole ini dapat memengaruhi galaksi mereka," - Astronom Kevin Hainline
Didukung oleh lubang hitam masif di pusat galaksi yang paling dikenal, quasar dapat memancarkan energi yang sangat besar, hingga seribu kali lipat total hasil dari ratusan miliar bintang di seluruh Bima Sakti kita.
Render artis ULAS J1120 + 0641, quasar yang ditenagai oleh lubang hitam dengan massa 2 miliar kali lipat dari matahari. Kredit gambar: ESO / M. Kornmesser
Ahli astrofisika Dartmouth, Ryan Hickox dan Kevin Hainline dan rekannya memiliki makalah yang dijadwalkan untuk dipublikasikan di The Astrophysical Journal, yang merinci penemuan berdasarkan pengamatan 10 quasar. Mereka mendokumentasikan kekuatan besar radiasi quasar, yang menjangkau ribuan tahun cahaya hingga batas galaksi quasar.
“Untuk pertama kalinya, kita dapat melihat sejauh mana sebenarnya quasar dan black hole ini dapat memengaruhi galaksi mereka, dan kita melihat bahwa itu hanya dibatasi oleh jumlah gas di galaksi,” kata Hainline, seorang Dartmouth rekan penelitian postdoctoral. "Radiasi menggairahkan gas sampai ke batas galaksi dan berhenti hanya ketika kehabisan gas."
Radiasi yang dikeluarkan oleh quasar mencakup seluruh spektrum elektromagnetik, dari gelombang radio dan gelombang mikro di ujung frekuensi rendah melalui inframerah, ultraviolet, dan sinar-X, hingga sinar gamma frekuensi tinggi. Sebuah lubang hitam pusat, juga disebut nukleus galaksi aktif, dapat tumbuh dengan menelan material dari gas antarbintang di sekitarnya, melepaskan energi dalam proses tersebut. Ini mengarah pada penciptaan quasar, memancarkan radiasi yang menerangi hadir gas di seluruh galaksi.
"Jika Anda mengambil sumber radiasi yang kuat dan terang ini di pusat galaksi dan meledakkan gas dengan radiasinya, ia akan menjadi bersemangat dengan cara yang sama seperti neon menjadi bersemangat dalam lampu neon, menghasilkan cahaya," kata Hickox, seorang asisten profesor di Departemen Fisika dan Astronomi di Dartmouth. “Gas akan menghasilkan frekuensi cahaya yang sangat spesifik yang hanya bisa dihasilkan oleh quasar. Cahaya ini berfungsi sebagai pelacak yang dapat kami gunakan untuk mengikuti gas yang tereksitasi oleh lubang hitam ke jarak yang jauh. ”
Quasar kecil dibandingkan dengan galaksi, seperti butiran pasir di pantai, tetapi kekuatan radiasi mereka dapat meluas ke batas galaksi dan seterusnya.
Penerangan gas dapat memiliki efek mendalam, karena gas yang menyala dan dipanaskan oleh quasar kurang mampu runtuh karena gravitasinya sendiri dan membentuk bintang-bintang baru. Dengan demikian, lubang hitam pusat kecil dan quasarnya dapat memperlambat pembentukan bintang di seluruh galaksi dan memengaruhi bagaimana galaksi tumbuh dan berubah seiring waktu.
"Ini menarik karena kita tahu dari sejumlah argumen independen yang berbeda bahwa quasar ini memiliki efek mendalam pada galaksi di mana mereka tinggal," kata Hickox. “Ada banyak kontroversi tentang bagaimana mereka sebenarnya mempengaruhi galaksi, tetapi sekarang kita memiliki satu aspek interaksi yang dapat memperluas skala seluruh galaksi. Tidak ada yang pernah melihat ini sebelumnya. "
The Southern African Large Telescope (SALT) adalah teleskop optik tunggal terbesar di belahan bumi selatan dan di antara yang terbesar di dunia. Karena Dartmouth adalah mitra di SALT, fakultas dan mahasiswa memiliki akses ke teleskop. Kredit foto: Janus Brink, Teleskop Besar Afrika Selatan)
Hickox, Hainline, dan rekan penulis mereka mendasarkan kesimpulan mereka pada pengamatan yang dilakukan dengan Teleskop Besar Afrika Selatan (SALT), teleskop optik terbesar di belahan bumi selatan. Dartmouth adalah mitra dalam SALT, memberikan akses kepada fakultas dan mahasiswa ke instrumen tersebut. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan spektroskopi, di mana cahaya dipecah menjadi panjang gelombang komponennya. "Untuk eksperimen semacam ini, ini adalah salah satu teleskop terbaik di dunia," kata Hickox.
Mereka juga menggunakan data dari Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) NASA — sebuah teleskop ruang angkasa yang mencitrakan seluruh langit dalam inframerah. Para ilmuwan menggunakan pengamatan dalam cahaya inframerah karena mereka memberikan ukuran yang sangat andal dari total energi yang dihasilkan oleh quasar.
Melalui Dartmouth