Lubang Hitam Supermasif Memakan Ubur-Ubur Kosmik

Galaksi Ubur-Ubur JO204.
Kredit: Kolaborasi ESO/GASP.

Pengamatan “galaksi ubur-ubur” menggunakan instrumen MUSE Very Large Telescope milik Observatorium Eropa Selatan (ESO) di Chili, telah mengungkap cara yang sebelumnya tidak diketahui untuk menyuplai “bahan bakar” bagi aktivitas lubang hitam supermasif. Tampaknya mekanisme yang menghasilkan "tentakel" molekul gas dan kelahiran bintang-bintang baru, selain memberikan nama julukan bagi galaksi ini, juga memungkinkan gas untuk mencapai wilayah pusat galaksi dan menyediakan makanan bagi lubang hitam yang “bersemayam” di sana, sekaligus menyebabkan wilayah pusat galaksi bersinar dengan sangat terang. Salah satu galaksi Ubur-Ubur yang diberi kode JO204, menunjukkan dengan jelas bagaimana materi mengalir keluar dari galaksi dengan sulur-sulur yang memanjang ke kiri bawah. Warna merah menunjukkan cahaya dari gas hidrogen yang terionisasi, sedangkan warna putih menunjukkan wilayah di mana sebagian besar bintang di galaksi terkonsentrasi. Beberapa galaksi yang lebih jauh juga terlihat pada gambar.

Tim astronom internasional dari berbagai negara memanfaatkan instrumen MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) untuk mempelajari bagaimana gas dilucuti dari galaksi. Tim memfokuskan diri terhadap contoh ekstrem galaksi Ubur-Ubur di gugus galaksi terdekat. Dijuluki Ubur-Ubur mengingat fitur khas "tentakel" panjang menakjubkan yang meluas sepanjang puluhan ribu tahun cahaya di luar cakram galaksi.

Tentakel Ubur-Ubur diproduksi di dalam gugus galaksi melalui proses yang disebut ram pressure stripping. Pasang surut gaya gravitasi menyebabkan galaksi-galaksi jatuh dengan kecepatan tinggi ke pusat gugus, membuat mereka berhadapan dengan gas padat dan panas yang berperilaku seperti angin kencang, memaksa ekor gas keluar dari cakram galaksi dan memicu ledakan bintang di dalamnya.

Enam dari tujuh galaksi Ubur-Ubur dalam penelitian ditemukan menjadi tuan rumah bagi lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang sedang menyantap molekul gas di sekitarnya. Jumlah lubang hitam supermasif aktif di galaksi Ubur-Ubur tergolong sangat tinggi, enam dari tujuh galaksi memiliki lubang hitam supermasif aktif semacam ini di wilayah pusat. Sebagai perbandingan, hanya ada satu di antara sepuluh galaksi tipe lain yang lubang hitam supermasifnya aktif dan bersinar sangat terang.

"Hubungan yang kuat antara ram pressure stripping dan lubang hitam yang aktif ini tidak pernah diprediksi dan belum pernah dilaporkan sebelumnya," kata penanggung jawab tim studi dari Observatorium Astronomi Padofa di Italia. "Tampaknya lubang hitam pusat terus mendapatkan suplai makanan, karena sejumlah kandungan gas bukannya keluar dari galaksi, justru malah mengalir ke pusat galaksi."

Para astronom sejak dulu telah menanyakan mengapa hanya sebagian kecil lubang hitam supermasif yang tergolong aktif di pusat galaksi? Sementara lubang hitam supermasif ada di hampir semua galaksi, lantas mengapa hanya segelintir dari mereka yang secara aktif meningkatkan massa melalui akresi materi dan bersinar sangat terang? Hasil studi mengungkap mekanisme yang sebelumnya tidak diketahui, yakni bahwa lubang hitam tersebut dapat juga diberi “makan".

Kredit: Callum Bellhouse dan kolaborasi GASP.

Video menunjukkan visualisasi 3D dari galaksi Ubur-Ubur JO194. Tiga sumbu adalah X dan Y di langit dan Z kecepatan sepanjang garis penglihatan. Warna merah menunjukkan emisi Hidrogen, biru emisi Nitrogen dan hijau emisi Oksigen. Sedangkan komponen berwarna putih merupakan wilayah konsentrasi bintang di dalam galaksi. Gas hidrogen yang mengindikasikan proses pembentukan bintang, terlihat ditarik ke ekor galaksi oleh ram pressure stripping dan secara signifikan dikuras dari galaksi. Oksigen melacak fenomena guncangan kuat dan menunjukkan inti galaksi aktif cerah di pusat cakram.

Rekan penulis makalah studi Yara Jaffe menjelaskan: "Observasi MUSE menunjukkan mekanisme baru tentang gas yang disalurkan ke lingkungan lubang hitam. Kesimpulan studi dianggap penting karena menyediakan potongan baru dalam teka-teki pemahaman koneksi antara lubang hitam supermasif dan galaksi induknya."

Observasi yang digelar saat ini merupakan bagian dari studi yang jauh lebih ekstensif untuk mempelajari lebih banyak galaksi Ubur-Ubur dan saat ini sedang berlangsung.

"Setelah selesai, survei akan mengungkap berapa banyak galaksi kaya kandungan gas yang memasuki gugus sehingga mengalami periode peningkatan aktivitas di inti mereka," pungkas Poggianti. "Teka-teki klasik astronomi adalah untuk memahami pembentukan dan evolusi galaksi di alam semesta. Galaksi ubur-ubur adalah kunci untuk memahami evolusi galaksi karena mereka ditemukan tengah berada di transformasi dramatis."

Kredit: Callum Bellhouse dan kolaborasi GASP. 

Video ini menunjukkan visualisasi 3D dari gas Alfa Hidrogen di galaksi Ubur-Ubur JO201, yang direkonstruksi dari data MUSE. Molekul gas mengalami ram pressure stripping dan mengalir ke ekor yang membentang dari cakram galaksi dan dari gumpalan-gumpalan yang tertinggal, tidak hanya di sepanjang bidang langit, tapi juga sepanjang garis penglihatan (dalam sumbu kecepatan, yang sesuai dengan tampilan sisi). 

Sumber: Supermassive black holes feed on cosmic jellyfish

#terimakasihgoogle