Sebuah roman kosmik yang ditulis di bintang-bintang

Sebuah tim astronom internasional telah mengambil langkah maju dalam memahami evolusi galaksi, dan dengan demikian, menceritakan sebuah kisah yang tertulis di surga.

Sudah lama menjadi misteri bagaimana beberapa galaksi spiral memperoleh lubang hitam pusatnya. Dengan menggabungkan pengamatan yang terlihat dan sinar-X, para astronom kini telah menemukan jejak dari apa yang mungkin dulunya adalah galaksi kecil berbentuk bola, terlihat jatuh ke dalam galaksi spiral dan mengirimkan apa yang dianggap sebagai lubang hitam berukuran tepat.

Fakta membuat roman kosmik, kesamaan yang tidak hilang pada penulis utama penelitian baru ini, Profesor Alister Graham, dari Swinburne’s Pusat Astrofisika dan Superkomputer dan mengajar di Swinburne Astronomy Online.

Galaksi dapat memiliki daya tarik timbal balik (gravitasi) satu sama lain. Tubuh galaksi yang lebih kecil dapat memudar seiring waktu, tetapi jantungnya tetap utuh saat jatuh dan bermitra dengan galaksi yang lebih besar.

Dalam hal ini, jantung adalah gugusan bintang berkekuatan jutaan, terlihat dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble di dekat pusat galaksi spiral NGC 4424.

NGC 4424 sudah diketahui menunjukkan tanda-tanda aktivitas dari peristiwa merger masa lalu. Profesor Graham berkata, “Struktur seperti batang galaksi terguncang dan tertekuk. Ada juga peristiwa pembentukan bintang kurang dari 500 juta tahun yang lalu. Orang dapat menganggap ini sebagai semacam pesta bintang, terkait dengan pengumuman pernikahan galaksi yang akan datang. ”

Namun, dia dengan cepat menambahkan bahwa, “Ini tampaknya menjadi penemuan penting untuk memahami koevolusi lubang hitam dan galaksi.”

Para astronom sedang melihat galaksi NGC 4424, yang sudah diketahui menunjukkan tanda-tanda aktivitas dari peristiwa penggabungan masa lalu, ketika mereka membuat penemuan. Kredit gambar: Teleskop WIYN, Juan R Cortes (ALMA).

Sebuah penemuan besar

Ini adalah galaksi jatuh pertama yang ditemukan memiliki lubang hitam besar. Penemuan ini berkontribusi pada pemahaman kita tentang bagaimana lubang hitam berada di dalam galaksi spiral.

Para astronom secara informal menamai gugus bintang ‘Nikhuli’. Mereka beralih ke suku Sumi di Negara Bagian Nagaland India untuk kata tersebut, yang digunakan untuk periode perayaan di mana keturunan pemburu kepala merayakan dan berharap panen dan pengumpulan yang kaya. Tampaknya tepat bagi para astronom, yang menyebut ruang angkasa sebagai ‘lapangan’ dan yang penemuannya berfokus pada bagaimana galaksi yang lebih besar telah memanen galaksi yang lebih kecil.

Gambar galaksi NGC 4424 yang diperbesar memberi mereka pandangan yang lebih baik tentang gugus bintang. Kredit gambar: NASA/ESA, Or Graur (University of Portsmouth), Adam Riess (Universitas Johns Hopkins), Lisa Frattare (Institut Sains Teleskop Luar Angkasa).

Bintang jatuh: Apa yang ditunjukkan oleh gambar x-ray kepada kita

Profesor Roberto Soria, rekan penulis di Chinese Academy of Sciences, memperoleh gambar Chandra X-ray Observatory yang menunjukkan sumber sinar-x berenergi tinggi yang berasal dari gugus bintang yang terlihat pada gambar Hubble.

“Kami kemungkinan melihat aktivitas dari sekitar lubang hitam di dalam gugus bintang yang terletak di pusat galaksi yang jatuh,” kata Soria.

Meskipun 50 juta tahun cahaya jauhnya, setiap meter persegi Bumi bermandikan sinar-x dari lubang hitam aktif ini kira-kira setiap 80 detik. Hotspot sinar-X hanya berjarak 1300 tahun cahaya dari pusat NGC 4424, sebuah galaksi yang lebarnya sekitar enam puluh ribu tahun cahaya.

Tubuh utama galaksi yang lebih kecil – yang pernah menampung gugus bintang yang tangguh – sekarang berkontribusi pada `tonjolan’ bagian dalam bintang di atas dan di bawah cakram galaksi spiral, yang berisi batang dan pola spiral.

Para astronom telah mengitari gugus bintang secara informal bernama Nikhuli. Kredit gambar: NASA/ESA, Bogdan Ciambur (Observatorium Paris), Alister Graham (Universitas Teknologi Swinburne).

Memperluas pengetahuan kita tentang alam semesta

Perkiraan terbaik tim untuk massa lubang hitam adalah tujuh puluh ribu kali massa Matahari kita. Massa ini menjadikannya kandidat untuk populasi lubang hitam “massa menengah” yang sebagian besar hilang dengan massa lebih besar dari bintang dan lebih kecil dari lubang hitam supermasif yang diketahui berada di pusat galaksi raksasa, seperti M87 – yang sering dikenang sebagai gambar lubang hitam pertama yang terkenal, diambil oleh Event Horizon Telescope.

“Ini sendiri menarik,” kata Graham. “Selain itu, massa ini setara dengan yang diharapkan di pusat NGC 4424.”

“Kita mungkin menyaksikan mekanisme pasokan lubang hitam ke galaksi spiral,” kata Dr Ben Davis, rekan penulis di kampus Universitas New York di Abu Dhabi.

“Selanjutnya, potensi tabrakan dengan lubang hitam lainnya menjadikan ini pengaturan yang ideal untuk emisi gelombang gravitasi panjang gelombang panjang yang beriak melintasi ruang angkasa,” kata Davis.

Langkah selanjutnya

Profesor Graham, Profesor Soria dan Dr Davis bertekad untuk menemukan lebih banyak galaksi jatuh yang mengandung lubang hitam dalam upaya mereka untuk menjawab bagaimana lubang hitam bisa berada di dalam galaksi spiral.

Profesor Graham dan Dr Ben Davis juga merupakan anggota dari Konsorsium LISA, yang Laser Interferometer Space Antenna, alias LISA, dan misi luar angkasa TianQin (天琴计划) China sedang berupaya menemukan peristiwa yang melibatkan tabrakan lubang hitam besar.

Mungkin penemuan masa depan mereka bisa menjadi sekuel romantis, mirip dengan sesuatu dari Sheldon Teori Big Bang mungkin telah menulis.

Sumber: Universitas Teknologi Swinburne