Galaksi selamat dari pesta Lubang Hitam: “bertentangan dengan semua prediksi ilmiah saat ini”

Ilustrasi galaksi disebut CQ4479. Lubang hitam yang sangat aktif di pusat galaksi mengonsumsi material dengan sangat cepat sehingga material tersebut bersinar saat berputar di tengah lubang hitam, membentuk quasar bercahaya. Quasar menciptakan energi kuat yang dipercaya dapat menghentikan kelahiran bintang dan menyebabkan pukulan mematikan bagi pertumbuhan galaksi. Tetapi SOFIA menemukan bahwa galaksi CQ4479 bertahan dari kekuatan mengerikan ini, menyimpan cukup gas dingin, yang ditampilkan di tepinya dengan warna coklat, untuk melahirkan sekitar 100 bintang seukuran Matahari setahun, yang ditunjukkan dengan warna biru. Penemuan ini menyebabkan para ilmuwan memikirkan kembali teori evolusi galaksi mereka. Kredit: NASA / Daniel Rutter

Lubang hitam yang paling lapar diyakini menelan begitu banyak materi di sekitarnya sehingga mereka mengakhiri kehidupan galaksi induknya. Proses pesta ini begitu intens sehingga menciptakan objek yang sangat energik yang disebut quasar (salah satu objek paling terang di alam semesta) saat materi yang berputar tersedot ke dalam lubang hitamperut. Sekarang, para peneliti telah menemukan sebuah galaksi yang bertahan dari lubang hitam rakus paksa, berlanjut dengan kelahiran bintang-bintang baru, sekitar 100 bintang seukuran Matahari setahun.

Penemuan NASATeleskop pesawat, Observatorium Stratosfer untuk Astronomi Inframerah, dapat membantu menjelaskan bagaimana mereka menjadi galaksi masif, meskipun alam semesta saat ini didominasi oleh galaksi yang tidak lagi membentuk bintang. Hasilnya dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.

“Ini menunjukkan kepada kita bahwa pertumbuhan lubang hitam aktif tidak menghentikan kelahiran bintang secara instan, yang bertentangan dengan semua prediksi ilmiah saat ini,” kata Allison Kirkpatrick, asisten profesor di University of Kansas di Lawrence Kansas dan rekan penulis dari penelitian ini. “Itu membuat kami memikirkan kembali teori kami tentang evolusi galaksi.”

NASA SOFIA

SOFIA lepas landas di atas pegunungan yang tertutup salju di Sierra Nevada dengan pintu teleskop terbuka selama uji terbang. SOFIA adalah pesawat Boeing 747SP yang dimodifikasi. Kredit: NASA / Jim Ross

SOFIA, sebuah proyek gabungan NASA dan German Aerospace Center, DLR, mempelajari galaksi yang sangat jauh, terletak lebih dari 5,25 juta tahun cahaya yang disebut CQ4479. Inti utamanya adalah jenis quasar khusus yang baru-baru ini ditemukan oleh Kirkpatrick yang disebut “quasar dingin”. Dalam jenis quasar ini, lubang hitam aktif terus merayakan materi galaksi inangnya, tetapi energi kuat quasar belum memusnahkan semua gas dingin, sehingga bintang dapat terbentuk dan galaksi terus hidup. Ini adalah pertama kalinya para peneliti menganalisis quasar dingin secara mendetail, secara langsung mengukur pertumbuhan lubang hitam, laju kelahiran bintang, dan jumlah gas dingin yang tersisa untuk menggerakkan galaksi.

“Kami terkejut melihat galaksi aneh lain menantang teori saat ini,” kata Kevin Cooke, peneliti postdoctoral di University of Kansas di Lawrence, Kansas, dan penulis utama studi ini. “Jika pertumbuhan tandem ini berlanjut, baik lubang hitam dan bintang-bintang di sekitarnya akan memiliki massa tiga kali lipat sebelum galaksi mencapai akhir hidupnya.”

HAWC + SOFIA

Sebuah kamera infra merah bernama High-Resolution Airborne Wideband Camera-Plus (HAWC +) dipasang di Stratospheric Infrared Astronomy Observatory, SOFIA, pada 2016. Kamera astronomi ini mengambil gambar menggunakan cahaya infra merah jauh. , yang memungkinkan untuk mempelajari suhu rendah lebih awal. tahapan pembentukan bintang dan planet. HAWC + menyertakan polarimeter, perangkat yang mengukur kesejajaran gelombang cahaya yang masuk. Dengan polarimeter, HAWC + dapat memetakan medan magnet di daerah pembentuk bintang dan lingkungan sekitar lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti. Peta baru ini dapat mengungkapkan bagaimana kekuatan dan arah medan magnet memengaruhi kecepatan awan antarbintang mengembun untuk membentuk bintang baru. Sebuah tim yang dipimpin oleh C. Darren Dowell di Jet Propulsion Laboratory NASA dan yang terdiri dari peserta lebih dari selusin institusi mengembangkan instrumen tersebut. Kredit: NASA

Sebagai salah satu objek paling terang dan terjauh di alam semesta, quasar atau “sumber radio kuasi-bintang” terkenal sulit untuk diamati karena sering melampaui segala sesuatu di sekitarnya. Mereka terbentuk ketika lubang hitam yang sangat aktif mengkonsumsi sejumlah besar material dari galaksi sekitarnya, menciptakan gaya gravitasi yang kuat. Karena semakin banyak material yang berputar semakin cepat menuju pusat lubang hitam, material tersebut memanas dan bersinar dengan intens. Quasar menghasilkan begitu banyak energi sehingga sering melampaui segala sesuatu di sekitarnya, dan membutakan upaya untuk mengamati galaksi induknya. Teori terkini memprediksi bahwa energi ini memanaskan atau mengeluarkan gas dingin yang dibutuhkan untuk menciptakan bintang, menghentikan kelahiran bintang dan menyebabkan pukulan mematikan bagi pertumbuhan galaksi. Tetapi SOFIA mengungkapkan bahwa terdapat periode yang relatif singkat di mana kelahiran bintang galaksi dapat berlanjut karena kelompok lubang hitam terus mengisi tenaga quasar yang sangat kuat.

Alih-alih mengamati secara langsung bintang yang baru lahir, SOFIA menggunakan teleskop setinggi 9 kaki untuk mendeteksi pancaran sinar infra merah dari debu yang dipanaskan oleh proses pembentukan bintang. Menggunakan data yang dikumpulkan oleh kamera pita lebar udara resolusi tinggi SOFIA atau instrumen HAWC +, para ilmuwan dapat memperkirakan jumlah pembentukan bintang dalam 100 juta tahun terakhir.

“SOFIA memungkinkan kita untuk melihat dalam jendela waktu singkat ini di mana dua proses dapat hidup berdampingan,” kata Cooke. “Ini satu-satunya teleskop yang mampu mempelajari kelahiran bintang-bintang di galaksi ini tanpa ditenggelamkan oleh quasar yang terang benderang.”

Jendela pendek dari lubang hitam sendi dan pertumbuhan bintang-bintang mewakili fase pertama kematian sebuah galaksi, di mana galaksi tersebut belum menyerah pada efek yang menghancurkan dari quasar. Penelitian lanjutan dengan SOFIA diperlukan untuk melihat apakah banyak galaksi lain yang melalui tahap serupa dengan lubang hitam bersama dan pertumbuhan bintang sebelum akhirnya mencapai akhir kehidupan. Pengamatan di masa depan dengan James Webb Space Telescope, yang dijadwalkan diluncurkan pada 2021, dapat mengungkapkan bagaimana quasar memengaruhi keseluruhan bentuk galaksi induknya.

Referensi: “Dying of the Light: An X-Ray Fading Cold Quasar at z ~ 0.405” oleh Kevin C. Cooke, Allison Kirkpatrick, Michael Estrada, Hugo Messias, Alessandro Peca, Nico Cappelluti, Tonima Tasnim Ananna, Jason Brewster, Eilat Glikman , Stephanie LaMassa, TK Daisy Leung, Jonathan R. Trump, Tracey Jane Turner dan C.Megan Urry, 6 November 2020, Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / abb94a

SOFIA adalah proyek gabungan NASA dan Pusat Dirgantara Jerman. Pusat Penelitian Ames NASA di Silicon Valley, California, mengelola program SOFIA, sains, dan operasi misi bekerja sama dengan Asosiasi Riset Luar Angkasa Universitas, yang berbasis di Columbia, Maryland, dan Institut SOFIA Jerman di Universitas Stuttgart. Pesawat ini dirawat dan dioperasikan oleh Armstrong Flight Research Center Building 703 NASA di Palmdale, California. Instrumen HAWC + dikembangkan dan dikirim ke NASA oleh tim dari berbagai institusi yang dipimpin oleh Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ada lebih banyak genetika daripada DNA

Ahli biologi di Inggris dan Austria telah mengidentifikasi 71 gen baru pada tikus. Ahli biologi di Universitas Bath dan Wina telah menemukan 71 gen baru...

Untuk mencegah kelaparan, adaptasi iklim membutuhkan miliaran investasi tahunan tambahan

Investasi dalam penelitian pertanian, pengelolaan air, infrastruktur dapat mencegah pertumbuhan kelaparan yang disebabkan oleh iklim. Untuk mencegah dampak perubahan iklim pada tahun 2050, yang memaksa...

Teknologi Ultra Tipis Canggih untuk Merevolusi Penglihatan Malam – “Kami Membuat Yang Tak Terlihat Terlihat”

Dr. Rocio Camacho Morales mengatakan para peneliti membuatnya "tidak terlihat, terlihat." Kredit: Jamie Kidston, Universitas Nasional Australia Biar ringan! Film ultra-tipis suatu hari...

Maju dalam dekomposisi CO2 dengan efisiensi tinggi

ARA. 1: Metode sintesis fotokatalis tiga komponen baru. Sebuah nanotube karbon enkapsulasi molekul yodium direndam dalam larutan perak nitrat (AgNO3) berair untuk menghasilkan...

Satelit Terkemuka di Lautan – Copernicus Sentinel-6 – Hidup!

Copernicus Sentinel-6 menggunakan mode inovatif yang diselingi dengan altimeter radar frekuensi ganda Poseidon-4 (C- dan Ku-band), yang telah meningkatkan kinerja dibandingkan dengan desain altimeter...

Newsletter

Subscribe to stay updated.