 |
| Kredit: Gary Bower, Richard Green (NOAO), STIS Instrument Definition Team dan NASA |
Warna-warni zig-zag di kanan gambar bukanlah hasil karya seorang seniman flamboyan, tetapi “tanda tangan” yang dibubuhkan
oleh lubang hitam supermasif di pusat galaksi Messier 84, yang ditemukan oleh pencitaan
instrumen spektrograf Hubble.
Gambar di sebelah kiri juga diambil oleh
Hubble, menampilkan inti galaksi tempat lubang hitam supermasif bersemayam. Dalam
satu kali eksposur, para astronom memetakan pergerakan molekul gas yang dicengkeram gaya gravitasi kuat lubang hitam dengan menyelaraskan celah spektroskopi Hubble.
Memanfaatkan keampuhan unik Space Telescope Imaging Spectrograph
(STIS), bukti eksistensi lubang hitam berasal dari pengukuran rotasi piringan gas
yang berputar sangat cepat di pusat galaksi. STIS mencatat peningkatan drastis kecepatan material piringan gas yang berada lebih dekat dari lubang hitam. STIS
mengukur peningkatan kecepatan objek kosmik hingga 400 kilometer per detik
dalam radius 26 tahun cahaya dari pusat galaksi tempat lubang hitam itu berada. Tanpa lubang hitam supermasif, tidak mungkin terjadi peningkatan drastis kecepatan
dalam observasi STIS. Pergerakan ini memungkinkan para astronom untuk
menghitung massa lubang hitam yang setidaknya mencapai 300 juta kali lipat massa Matahari.
Hasil studi sekaligus membuktikan kemampuan STIS yang dianggap ideal
untuk mensurvei galaksi secara efisien dalam menentukan distribusi dan
massa lubang hitam. Para astronom meyakini telah berada di jalur yang
tepat untuk menemukan lubang hitam yang menjadi sumber daya quasar, inti galaksi sangat terang yang berlimpah di alam semesta awal.
Para astronom telah lama menduga Messier 84 mengandung
lubang hitam supermasif karena telah mengantongi bukti-bukti kuat. Inti galaksi sangat aktif, memancarkan emisi cahaya kuat dan meletuskan partikel-partikel yang bisa dideteksi dalam spektrum radio, yang menghasilkan hubungan jelas antara pergerakan dinamis piringan akresi dan aktivitas intens di inti galaksi.
Messier 84 terletak sekitar 50 juta tahun cahaya dari Bumi di Gugus Galaksi Virgo, tetangga terdekat galaksi Messier
87 yang lebih masif. Pada tahun 1994, Hubble juga telah mendeteksi lubang hitam supermasif legendaris di Messier 87. Perbandingan observasi spektrograf terhadap Messier 84 dan 87 menunjukkan
ketangguhan STIS. Spektograf sebelumnya hanya bisa mengambil satu
titik sebagai sampel, sementara STIS menghasilkan satu garis di sepanjang galaksi tanpa terputus, dengan memanfaatkan celah
pada bidang fokus, bukan sekadar bukaan tunggal seperti pada instrumen
sebelumnya.
Setiap titik pada detektor solid-state CCD (Charge Coupled Device) mengambil sampel bercak persegi seluas 12
tahun cahaya. Deteksi lubang hitam di pusat galaksi sekitar 40
kali lebih cepat daripada instrumen Spectrograph
Obyek Faint sebelumnya.
STIS dikonfigurasi untuk mencatat lima fitur
spektral cahaya merah dari pendar atom hidrogen, ion nitrogen dan
sulfur yang mengorbit di sekitar pusat Messier 84. Pada setiap sampel bercak
persegi, kecepatan gas yang terperangkap gravitasi lubang hitam diukur. Karena sampel-sampel
bercak terpisah tidak terlalu jauh, para astronom dapat memetakan perubahan kecepatan secara akurat.
Karena sebagian besar massa di inti galaksi
terperangkap oleh gravitasi lubang hitam supermasif, kecepatan putaran piringan-piringan akresi di sekitarnya juga
berbeda, seperti variasi kecepatan orbit planet-planet tata surya tergantung jarak planet dari Matahari. Seperti halnya massa Matahari yang dapat
dihitung menggunakan hukum Newton dan Kepler, kecepatan rotasi gas di
sekitar lubang hitam dapat dimanfaatkan untuk mengukur massa lubang hitam.
Ditulis oleh: Staf hubblesite.org
Komentar
Posting Komentar