Jet yang berputar-putar, dingin, dan padat di pusat galaksi - 70 juta tahun cahaya dari Bumi - memberi petunjuk baru tentang bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh.
Tampilan dekat pusat galaksi NGC 1377. Dalam gambar berkode warna ini, awan gas kemerahan bergerak menjauh dari kita, awan kebiruan menuju kita, relatif terhadap pusat galaksi. Gambar menunjukkan cahaya dengan panjang gelombang sekitar satu milimeter dari molekul karbon monoksida (CO). Melalui ALMA / ESO / NRAO / S. Aalto & F. Costagliola.
Para astronom telah menggunakan teleskop ALMA di Chili untuk mengamati struktur luar biasa di pusat galaksi NGC 1377, yang terletak 70 juta tahun cahaya dari Bumi ke arah rasi Eridanus Sungai. Jet, dengan strukturnya yang tidak biasa dan berputar-putar, memberi petunjuk baru tentang bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh. Hasilnya disajikan dalam makalah yang diterbitkan dalam edisi Juni 2016 jurnal Astronomi dan Astrofisika.
Susanne Aalto, profesor astronomi radio di Chalmers University of Technology di Swedia, memimpin tim. Dia berkata:
Kami ingin tahu tentang galaksi ini karena pusatnya yang cerah dan tertutup debu. Apa yang tidak kami harapkan adalah ini: jet panjang dan sempit yang mengalir keluar dari inti galaksi.
Konsep artis tentang bagaimana awan material yang membentuk jet NGC 1377 bergerak keluar dari lubang hitam pusatnya, seperti yang terlihat dari samping. Warna merah menunjukkan awan yang bergerak menjauh dari kita, dan warna biru menunjukkan awan yang bergerak ke arah kita. Gambar melalui S. Aalto.
Para astronom ini mengatakan jet itu panjangnya 500 tahun cahaya dan kurang dari 60 tahun cahaya dan bahwa material di dalamnya bergerak dengan kecepatan setidaknya 500 ribu mil per jam (800 ribu km per jam). Lubang hitam supermasif biasanya ditemukan di pusat galaksi (termasuk Bima Sakti kita). Mereka memiliki massa antara beberapa juta hingga satu miliar massa matahari. Para astronom melihat tanda-tanda mereka secara langsung, kadang-kadang dari materi yang mungkin jatuh ke mereka, tetapi tidak tahu bagaimana lubang hitam monster itu terjadi.
Lubang hitam yang masih menelan materi (dan ini cenderung merupakan lubang hitam yang jauh, yang kita lihat di alam semesta awal) sering memiliki pancaran materi yang bergerak cepat yang memancar darinya. Jet semacam itu merupakan indikasi bahwa lubang hitam masih tumbuh. Tetapi jet yang dilihat dari lubang hitam supermasif di galaksi NGC 1377 berbeda. Francesco Costagliola, penulis bersama di kertas, menjelaskan:
Jet yang biasanya kita lihat muncul dari inti galaksi adalah tabung plasma panas yang sangat sempit. Jet ini sangat berbeda. Sebaliknya itu sangat dingin, dan cahayanya berasal dari gas padat yang terdiri dari molekul.
Jet itu telah mengeluarkan gas molekuler yang setara dengan dua juta kali massa matahari selama periode hanya sekitar setengah juta tahun - waktu yang sangat singkat dalam kehidupan galaksi.
Para astronom mengatakan bahwa, selama fase pendek dan dramatis dalam evolusi galaksi ini, lubang hitam supermasifnya yang sentral pasti tumbuh dengan cepat. Anggota tim Jay Gallagher mengatakan:
Lubang hitam yang menyebabkan jet sempit yang kuat dapat tumbuh lambat dengan menambah plasma panas. Lubang hitam di NGC 1377, di sisi lain, adalah diet gas dingin dan debu, dan karenanya dapat tumbuh - setidaknya untuk saat ini - pada tingkat yang jauh lebih cepat.
Gerakan gas di dalam jet juga mengejutkan para astronom. Pengukuran dengan ALMA konsisten dengan jet yang precessing - berputar-putar keluar seperti air dari alat penyiram kebun. Sebastien Muller, anggota tim yang lain, mengatakan:
Berputar yang tidak biasa dari jet bisa disebabkan oleh aliran gas yang tidak merata ke lubang hitam pusat. Kemungkinan lain adalah bahwa pusat galaksi berisi dua lubang hitam supermasif yang saling mengorbit.
Susanne Aalto berkata:
Dalam NGC 1377, kita menyaksikan tahap sementara dalam evolusi galaksi yang akan membantu kita memahami fase pertumbuhan paling cepat dan penting dari lubang hitam supermasif, dan siklus kehidupan galaksi di alam semesta.
Inilah galaksi yang sama seperti di atas, NGC 1377, terlihat sebagai komposit warna dalam cahaya tampak. Gambar melalui CTIO / H. Roussel et al./ESO / Onsala rymdobservatorium.
Intinya: Para astronom menggunakan teleskop ALMA untuk mengamati struktur yang luar biasa di pusat galaksi NGC 1377. Ini adalah jet yang berputar-putar, gas padat yang dingin, diperkirakan memanjang dari satu atau dua lubang hitam supermasif di pusat galaksi.