Lubang Hitam Bersembunyi di Halaman Belakang Kosmik Kita

Inti galaksi aktif NGC 1448.
Kredit: Carnegie-Irvine Galaxy Survey/NASA/JPL-Caltech

Lubang hitam monster terkadang mengintai di balik gas dan debu, bersembunyi dari tatapan mata jajaran teleskop. Kadang-kadang mereka memperlihatkan diri ketika material yang mereka hisap memancarkan sinar-X berenergi tinggi, sehingga dapat dideteksi oleh misi NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) NASA. Begitulah cara NuSTAR mengidentifikasi dua lubang hitam supermasif yang diselimuti gas di pusat galaksi terdekat masing-masing.

“Kedua lubang hitam supermasif berada relatif dekat dengan Bima Sakti, tapi mereka bersembunyi,” kata mahasiswa pasca sarjana Ady Annuar dari Universitas Durham di Inggris yang mempresentasikan hasil penemuannya saat pertemuan rutin American Astronomical Society yang digelar di Grapevine, Texas. “Mereka seperti monster yang bersembunyi di bawah tempat tidurmu.”

Kedua lubang hitam tersebut adalah “mesin pusat” dari apa yang oleh para astronom sebut “inti galaksi aktif”, kelas objek sangat terang yang mencakup quasar dan blazar. Tergantung orientasi sudut pandang kita dan jenis material yang mengelilinginya, inti galaksi aktif akan terlihat berbeda saat diamati menggunakan teleskop.

Inti galaksi aktif sangat terang karena partikel-partikel di dekat lubang hitam sangat panas dan memancarkan radiasi spektrum elektromagnetik penuh, mulai dari gelombang radio berenergi rendah hingga sinar-X berenergi tinggi. Namun inti galaksi yang paling aktif diyakini dikelilingi oleh material gas dan debu tebal yang membentuk struktur menyerupai donat dan mengaburkan wilayah pusat galaksi dari sudut pandang tertentu. Kedua inti galaksi aktif yang baru-baru ini diamati oleh NuSTAR, orientasi sudut pandangnya edge-on (tampak samping). Berarti alih-alih melihat wilayah pusat yang terang, teleskop justru melihat refleksi sinar-X dari material yang membentuk struktur menyerupai donat dan menghalangi lubang hitam.

“Sama seperti kita tidak bisa melihat Matahari karena terhalang awan, kita tidak bisa menentukan seberapa terang inti galaksi aktif karena semua gas dan debu di sekitar mesin pusat,” jelas mahasiswa pascasarjana Peter Boorman dari Universitas Southampton, Inggris.

IC 3639 adalah galaksi yang menampung lubang hitam supermasif tersembunyi.
Kredit: ESO/NASA/JPL-Caltech/STScI

Boorman memimpin tim untuk mempelajari galaksi aktif IC 3639 yang terletak 170 juta tahun cahaya dari Bumi. Tim menganalisis data IC 3639 yang dikumpulkan NuSTAR dan membandingkannya dengan data dari Observatorium Sinar-X Chandra NASA dan satelit Suzaku Jepang. Penemuan yang dihasilkan oleh NuSTAR, yang lebih sensitif terhadap energi sinar-X daripada kedua observatorium lainnya, mengkonfirmasi karakteristik IC 3639 sebagai inti galaksi aktif. NuSTAR juga memberikan pengukuran akurat tentang berapa banyak material yang menghalangi mesin pusat IC 3639, sehingga memungkinkan tim untuk menentukan skala kecerahan raksasa yang tersembunyi ini.

Yang lebih mengejutkan, lubang hitam supermasif galaksi spiral relatif dekat NGC 1448 yang juga menjadi fokus studi tim Annuar, baru bisa ditemukan pada tahun 2009. Relatif “dekat” di sini adalah skala jarak astronomi, NGC 1448 hanya terletak sekitar 38 juta tahun cahaya dari Bumi (satu tahun cahaya sekitar 6 triliun mil).

Studi Annuar bersama tim mengungkap kolom gas tebal yang menyembunyikan lubang hitam di pusat NGC 1448, yang diduga menjadi wilayah berbentuk donat. Seperti galaksi IC 3639, emisi sinar-X NGC 1448 yang dideteksi oleh NuSTAR dan Chandra, mengindikasikan lapisan tebal gas dan debu yang menyembunyikan lubang hitam aktif dari sudut pandang kita.

Para periset juga menemukan populasi besar bintang muda (berusia hanya 5 juta tahun) di NGC 1448, yang menunjukkan bagaimana galaksi membentuk bintang-bintang baru bersamaan dengan aktivitas penyerapan gas dan debu oleh lubang hitam supermasif. Para periset menggunakan New Technology Telescope milik Observatorium Eropa Selatan (ESO) untuk mencitrakan NGC 1448 pada panjang gelombang cahaya kasat mata dan mengidentifikasi lokasi tepat lubang hitam di galaksi. Lokasi lubang hitam sulit ditentukan karena pusat galaksi penuh dengan bintang. Teleskop optik dan radio berukuran besar dapat mendeteksi cahaya di sekitar lubang hitam, sehingga para astronom dapat menemukan lokasi dan mengumpulkan data pertumbuhan lubang hitam.

“Terasa menyenangkan menggunakan keampuhan NuSTAR untuk mendapatkan informasi unik dari monster-monster kosmik, bahkan di halaman belakang kosmik kita, tempat mereka dapat dipelajari secara rinci,” pungkas Daniel Stern, ilmuwan proyek NuSTAR dari Laboratorium Propulsi Jet (JPL) NASA di Pasadena, California. .

Ditulis oleh: Elizabeth Landau, Laboratorium Propulsi Jet NASA, www.nasa.gov, editor: Martin Perez

Sumber: Black Holes Hide in Our Cosmic Backyard

#terimakasihgoogle