Jumat, 30 September 2011 - "Temuan ini memungkinkan kami untuk memahami beberapa observasi galaksi aktif yang sejauh ini sulit untuk dijelaskan."
Lubang hitam supermasif yang bertengger di jantung galaksi aktif menelan sejumlah besar gas. Selama pesta pora ini mereka menumpahkan sejumlah banyak ‘makanan’, yang habis dalam ledakan-ledakan yang bergolak. Sebuah tim astronom internasional telah mengungkapkan beberapa fitur ledakan yang mencolok di sekitar lubang hitam supermasif dalam galaksi jauh. Mereka menemukan sebuah korona ‘konverter’ yang sangat panas melayang di atas lubang hitam serta ‘peluru-peluru’ gas dingin dalam tebaran gas panas, mempercepat semburan dengan kecepatan hingga 700 km/detik.
Radiasi UV ini bisa begitu kuat sehingga mampu mengalihkan bagian aliran gas. Hal ini menyebabkan angin mengalir keluar dengan kecepatan hingga ratusan km/detik.
Sebuah tim astronom internasional yang dipimpin Dr. Jelle Kaastra dari Institut Belanda Riset Ruang Angkasa SRON mengambil kesempatan untuk mengobservasi dan memetakan lingkungan ekstrim di sekitar salah satu lubang hitam supermasif terang. Lubang hitam ‘rakasa’ ini - dalam galaksi Markarian 509 – memiliki massa 300 juta kali lipat dari Matahari.
Turbulen angin pusaran gas di sekitar lubang hitam. Beberapa gas bergerak spiral ke dalam lubang hitam, namun sebagian lainnya tertiup pergi. (Kredit: NASA/CXC/M.Weiss)
Lubang hitam Markarian 509 dikelilingi cakram gas yang bersinar terang dalam sinar ultraviolet. Emisi ini bervariasi dalam cara disinkronkan dengan emisi yang terobservasi berada pada tingkat rendah sinar-X, berenergi ratusan kali lebih tinggi dari cahaya tampak.
“Satu-satunya cara untuk menjelaskan hal ini adalah adanya gas yang lebih panas dari yang ada di dalam cakram, yang disebut ‘korona’, melayang-layang di atas cakram,” kata Jelle Kaastra. “Korona ini menyerap dan memproses ulang sinar ultraviolet dari cakram, membuatnya berenergi dan mengubahnya menjadi sinar-X bertemperatur beberapa juta derajat. Dengan menggunakan lima teleskop ruang angkasa, yang memungkinkan kami bisa mengamati area tersebut secara rinci, kami benar-benar menemukan ‘korona’ gas yang sangat panas melayang di atas cakram. Temuan ini memungkinkan kami untuk memahami beberapa observasi galaksi aktif yang sejauh ini sulit untuk dijelaskan.”
Peluru-peluru Gas Dingin
Spektrum sinar-X yang diperoleh dengan teleskop ruang angkasa Reflection Grating Spectrometer (RGS) XMM-Newton adalah yang terbaik. Ini belum pernah terjadi sebelumnya dalam mengungkap rincian lingkungan gasnya. Untuk pertama kalinya telah dimungkinkan untuk menunjukkan bahwa aliran ini terdiri dari setidaknya lima komponen yang berbeda-beda, dengan suhu berkisar antara 20.000 hingga satu juta derajat. Spektrum ultraviolet yang luar biasa yang diperoleh oleh Cosmic Origins Spectrograph Hubble Space Telescope mengungkapkan bahwa gas yang paling dingin dalam garis pandang menuju Markarian 509 memiliki 14 komponen kecepatan yang berbeda pada berbagai lokasi di bagian terdalam galaksi tersebut. Sejauh ini hanya tujuh komponen kecepatan yang teridentifikasi.
Penggabungan pengukuran sinar-X dan UV menunjukkan bahwa sebagian besar gas yang mengalir keluar adalah tertiup angin dari torus gas yang berdebu di sekitar wilayah pusat, berjarak lebih dari 15 tahun cahaya dari lubang hitam. Aliran ini terdiri dari gumpalan-gumpalan padat yang dingin atau peluru-peluru gas yang tertanam dalam tebaran gas panas. “Bahkan pada jarak 15 tahun cahaya, energi yang dilepaskan di dekat lubang hitam mampu meledakkan gas dari torus berdebu yang mengelilingi cakram gas,” kata Kaastra.
Gambar Markarian 509 yang diedit dari Hubble Space Telescope. Inti yang terang dari galaksi di sekitar lubang hitam supermasif jauh lebih terang dari galaksi lainnya. Angin kencang dipancarkan dari area pusat (Kredit: MAST/SRON)
Semburan selanjutnya, tanda alam dari gas antar bintang dalam inang galaksi. Gas itu sangat terionisasi oleh sumber sinar-X pusat: atom dilepaskan dari beberapa atau sebagian besar elektronnya ketika diterangi aliran kuat sinar-X. Bahkan lebih jauh lagi, pada ratusan ribu tahun cahaya, sinar-X bersinar melalui gas yang jatuh menuju Markarian 509 dengan kecepatan 200 km/detik. Gas ini dapat menunjukkan tabrakan dengan galaksi yang lebih kecil di masa lalu, yang mungkin telah memicu aktivitas Markarian 509.
Teleskop-teleskop Ruang Angkasa
Lima teleskop ruang angkasa terlibat dalam kampanye seratus hari yang terjadi pada akhir tahun 2009. Inti dari kampanye tersebut terdiri dari pengamatan sinar-X dan sinar-gamma yang berulang kali terlihat, bersama dengan XMM-Newton dan satelit-satelit INTEGRAL ESA, yang memantau Markarian 509 selama enam minggu.
Hal ini diikuti dengan pengamatan panjang menggunakan satelit sinar-X Chandra NASA, yang menggunakan Low Energy Transmission Grating, dan Teleskop Antariksa Hubble NASA/ESA yang menggunakan Cosmic Origins Spectrograph. Sebelum pengamatan-pengamatan ini, pengambilan gambar singkat untuk memantau perilaku sumber di semua panjang gelombang, dilakukan dengan menggunakan satelit Swift.
Penggabungan upaya dari semua instrumen dan para astronom ini belum pernah terjadi sebelumnya, memberikan wawasan tentang inti dari sebuah galaksi aktif. Tepat di tengah-tengah kampanye, sumber tersebut masuk ke dalam ledakan. Perubahan fisik akibat ledakan ini bisa diikuti melalui spektrum elektromagnetik dari cahaya tampak ke sinar-X.
Makalah
Konsorsium internasional yang bertanggung jawab untuk kampanye ini terdiri dari 26 astronom dari 21 lembaga di 4 benua. Hasil pertama dari kampanye ini akan dipublikasikan sebagai rangkaian dari 7 makalah dalam Astronomy and Astrophysics, berjudul kampanye Multiwavelength pada Mrk 509 (lihat di bawah). Hasil lebih lanjut lagi sedang dalam persiapan.
0 komentar:
Posting Komentar