Kredit gambar: Chandra
Sebuah gambar baru yang diambil oleh Chandra X-Ray Observatory telah memberikan salah satu pemandangan terbaik dari dua galaksi yang mirip dengan Bima Sakti kita sendiri di tengah tabrakan. Semua galaksi, termasuk galaksi kita, telah mengalami penggabungan seperti ini di masa lalu, jadi gambar ini membantu para astronom memahami bagaimana jagat raya terlihat seperti sekarang. Galaksi-galaksi mulai tabrakan lambat 10 juta tahun yang lalu dan telah menciptakan daerah pembentukan bintang yang intens dan akhirnya dapat menciptakan lubang hitam supermasif.
Observatorium Sinar-X NASA NASA telah memberikan gambar sinar-X terbaik dari dua galaksi seperti Bima Sakti di tengah tabrakan langsung. Karena semua galaksi - termasuk galaksi kita - mungkin telah mengalami merger, ini memberikan wawasan tentang bagaimana jagat raya terlihat seperti saat ini.
Para astronom percaya bahwa mega-merger di galaksi yang dikenal sebagai Arp 220 memicu pembentukan sejumlah besar bintang baru, mengirimkan gelombang kejut bergemuruh melalui ruang intergalaksi, dan mungkin dapat mengarah pada pembentukan lubang hitam supermasif di pusat konglomerat baru galaksi. Data Chandra juga menunjukkan bahwa penggabungan kedua galaksi ini dimulai hanya 10 juta tahun yang lalu, waktu yang singkat dalam istilah astronomi.
"Pengamatan Chandra menunjukkan bahwa segalanya benar-benar kacau ketika dua galaksi saling berhadapan dengan kecepatan penuh," kata David Clements dari Imperial College, London, salah satu anggota tim yang terlibat dalam penelitian ini. "Peristiwa ini memengaruhi segalanya, mulai dari pembentukan lubang hitam besar hingga penyebaran elemen berat ke alam semesta."
Arp 220 dianggap sebagai prototipe untuk memahami seperti apa kondisi di alam semesta awal, ketika galaksi besar dan lubang hitam supermasif mungkin dibentuk oleh banyak tabrakan galaksi. Pada jarak yang relatif dekat, sekitar 250 juta tahun cahaya, Arp 220 adalah contoh terdekat dari galaksi "ultra-bercahaya", galaksi yang mengeluarkan radiasi satu triliun kali lebih banyak dari matahari kita.
Gambar Chandra menunjukkan wilayah tengah yang cerah di pinggang awan gas jutaan jam berbentuk bercahaya. Tergesa-gesa keluar dari galaksi dengan kecepatan ratusan ribu mil per jam, super-dipanaskan sebagai bentuk "superwind," dianggap karena aktivitas ledakan yang dihasilkan oleh pembentukan ratusan juta bintang baru.
Lebih jauh, yang menjangkau jarak 75.000 tahun cahaya, adalah lobus raksasa gas panas yang bisa menjadi sisa-sisa galaksi terlempar ke ruang intergalaksi oleh dampak awal tabrakan. Apakah lobus akan terus berkembang ke ruang angkasa atau jatuh kembali ke Arp 220 tidak diketahui.
Pusat Arp 220 sangat menarik. Pengamatan Chandra memungkinkan para astronom untuk menentukan sumber sinar-X di lokasi yang tepat dari inti salah satu galaksi pra-merger. Sumber sinar-X lain yang lebih dekat mungkin bertepatan dengan inti sisa galaksi lainnya. Output daya sinar-X dari sumber-sumber seperti titik ini lebih besar dari yang diharapkan untuk lubang hitam bintang yang bertambah dari bintang-bintang pendamping. Para penulis berpendapat bahwa sumber-sumber ini bisa jadi disebabkan oleh lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang bergabung.
Dua sumber sisa ini relatif lemah, dan memberikan bukti kuat untuk mendukung teori bahwa luminositas luar biasa dari Arp 220 - sekitar seratus kali galaksi Bima Sakti kita - disebabkan oleh laju pembentukan bintang yang cepat dan bukan karena aktif, lubang hitam supermasif di tengah.
Namun, dalam beberapa ratus juta tahun, keseimbangan kekuatan ini dapat berubah. Dua lubang hitam besar bisa bergabung untuk menghasilkan lubang hitam supermasif pusat. Pengaturan baru ini dapat menyebabkan lebih banyak gas jatuh ke lubang hitam pusat, menciptakan sumber daya yang sama atau lebih besar dari itu karena pembentukan bintang.
"Konsentrasi sumber sinar-X yang tidak biasa di pusat Arp 220 menunjukkan bahwa kita bisa mengamati tahap awal penciptaan lubang hitam supermasif dan akhirnya naik ke kekuatan inti galaksi aktif," kata Jonathan McDowell dari Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrofisika, Cambridge, MA, anggota lain dari tim yang mempelajari Arp 220.
Clements dan McDowell bergabung dalam penelitian ini oleh sekelompok peneliti internasional dari Amerika Serikat, Inggris, dan Spanyol. Chandra mengamati Arp 220 pada 24 Juni 2000, selama sekitar 56.000 detik menggunakan instrumen Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).
ACIS dikembangkan untuk NASA oleh Pennsylvania State University, University Park, PA, dan Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA. Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall di NASA di Huntsville, Alabama, mengelola program Chandra, dan TRW, Inc., Pantai Redondo, California, adalah kontraktor utama. Pusat Sinar-X Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Cambridge, Mass.
