Galaksi Akrab dengan Sebuah Kejutan Baru: Dua Lubang Hitam Supermasif

Antara tahun 1989 hingga 2015, sebuah objek baru muncul di dekat pusat lubang hitam supermasif di galaksi Cygnus A. Para astronom menganggapnya sebagai lubang hitam supermasif kedua.
Perley, et al., NRAO/AUI/NSF, NASA

Para astronom radio yang mempelajari fenomena benda langit melalui pengukuran karakteristik emisi panjang gelombang radio, telah melihat objek baru di dekat pusat Cygnus A.

Cygnus A adalah galaksi elips, terletak hampir 800 juta tahun cahaya dari Bumi. Di pusat galaksi, bersemayam lubang hitam supermasif, setidaknya satu miliar kali massa Matahari kita, yang tampaknya baru saja mendapatkan pendamping. Observasi terbaru menggunakan Very Large Array (VLA) milik National Science Foundation telah mengungkap objek terang kedua yang berada di dekat lubang hitam supermasif, sebuah objek yang menurut para astronom radio adalah lubang hitam supermasif kedua, yang ditakdirkan untuk bergabung dengan yang pertama.

Very Large Array (VLA) adalah observatorium astronomi radio terbesar di dunia, yang berlokasi di dataran tinggi San Augustin, di antara kota Magdalena dan Datil, sekitar 80 km sebelah barat Socorro, New Mexico, Amerika Serikat. Kompleks observatorium terdiri dari 27 antena radio, diameter setiap antena mencapai 25 meter dengan bobot 209 metrik ton. Jajaran antena tersebar di tiga buah garis menyerupai huruf "Y", dengan panjang setiap garis mencapai 21 km.

Berdasarkan observasi VLA pada tahun 2015 dan 2016, para astronom telah menemukan sebuah objek baru yang terpisah 1.500 tahun cahaya dari lubang hitam supermasif di pusat galaksi. Objek baru tidak terlihat di gambar yang diambil pada tahun 1996. Hingga instrumen VLA memperoleh upgrade pada tahun 2012, para astronom mempertimbangkan untuk meneliti kembali galaksi akrab ini, yang ditemukan pertama kali oleh astronom radio Grote Reber pada tahun 1939.

"Hasil pengamatan sungguh mengejutkan, sebab kami menemukan fitur menonjol baru di dekat inti galaksi yang tidak terlihat dalam gambar yang dipublikasikan sebelumnya. Fitur baru ini cukup terang sehingga kami pasti dapat melihatnya di gambar sebelumnya jika tidak ada yang berubah," kata Rick Perley dari National Radio Astronomy Observatory (NRAO) dalam siaran pers yang mengumumkan penemuan tersebut. "Dengan penemuan baru ini, berarti fitur menonjol tersebut diperkirakan telah ada antara tahun 1996 hingga sekarang."

Observasi dilakukan oleh tim astronom yang terdiri dari Perley beserta anaknya, Daniel Perley dari Astrophysics Research Institute of Liverpool John Moores University di Liverpool, Inggris, dan dua ilmuwan dari NRAO bernama Vivek Dhawan dan Chris Carilli. Makalah studi akan dipublikasikan di Astrophysical Journal.

Setelah observasi pada tahun 2015 hingga 2016, tim menggunakan Very Long Baseline Array pada akhir tahun 2016 untuk memisahkan objek baru dengan lubang hitam supermasif yang telah diketahui sebelumnya. Objek baru juga muncul dalam gambar inframerah yang diambil oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA dan Observatorium Keck antara tahun 1994 hingga 2002, meskipun saat itu hanya dianggap sebagai gugus bintang yang padat. Tapi sejak peningkatan drastis skala kecerahan dalam panjang gelombang radio, objek baru telah memicu berbagai pertimbangan baru.

Sekarang, ada dua kemungkinan terkait identitas tulen berdasarkan data: Objek baru ini adalah ledakan supernova atau lubang hitam supermasif. Supernova adalah ledakan bintang yang mudah terlihat di galaksi-galaksi jauh. Namun, "Karena kecerahan yang luar biasa ini, kami menganggap penjelasan supernova kurang tepat," kata Dhawan. Objek terlalu terang dalam waktu cukup lama untuk disesuaikan dengan tipe supernova yang ada saat ini.

Jadi, kata Carilli, "Mungkin kami telah menemukan lubang hitam supermasif kedua, yang mengindikasikan bahwa galaksi induk telah bergabung dengan galaksi lain di masa lalu. Kedua objek akan menjadi pasangan lubang hitam supermasif terdekat yang pernah ditemukan dan kemungkinan akan bergabung di masa depan."

Seperti apakah penggabungan semacam itu? Setidaknya ada dua kemungkinan yang baru terungkap: lubang hitam yang “kalah” CXO J101527.2+625911 dan 3C 186.

Jadi jika objek tersebut adalah lubang hitam dengan massa miliaran kali lipat massa Matahari, mengapa tidak begitu jelas sebelumnya? Ya, tidak terdeteksi karena memang tidak berinteraksi dengan objek-objek langit lainnya, dan hanya baru-baru ini berinteraksi dengan material, seperti bintang atau debu, sehingga melepaskan radiasi yang dapat diamati. "Observasi lebih lanjut akan membantu kita untuk menyelesaikan beberapa pertanyaan. Selain itu, kita mungkin bisa menemukan yang lain di galaksi serupa," kata Daniel Perley.

Rick Perley adalah salah satu astronom yang terlibat dalam pengamatan pertama Cygnus A, ketika VLA pertama kali online di awal tahun 1980an. Pengamatan awal memberikan detail yang diperlukan bagi para astronom untuk mulai memahami bagaimana lubang hitam supermasif menghasilkan emisi materi yang dapat menjangkau area ruang yang melampaui galaksi induk. Pada saat itu, Daniel baru berusia dua tahun.

"Citra Cygnus A oleh VLA dari tahun 1980-an menandai kelemahan observasi pada saat itu," kata Rick Perley. "Oleh karena itu, kita tidak pernah melihat lagi Cygnus A sampai tahun 1996, saat instrumen elektronik terbaru VLA telah menyediakan rentang frekuensi radio baru bagi pengamatan kami."

Tapi, setelah pengamatan terbaru yang mengejutkan, Daniel Perley berkata, "Objek baru ini mungkin akan menjelaskan banyak kisah tentang sejarah galaksi ini."

Ditulis oleh: Alison Klesman, www.astronomy.com

Sumber: A familiar galaxy with a new surprise: Two supermassive black holes

#terimakasihgoogle