Para astronom yang menggunakan teleskop radio Very Large Array (VLA) dari National Science Foundation untuk mempelajari quasar yang paling jauh diketahui telah menemukan petunjuk menggiurkan yang mungkin menjawab pertanyaan ayam-dan-telur kosmik yang sudah ada: yang datang pertama, lubang hitam supermasif atau galaksi raksasa?
Selama bertahun-tahun, para astronom telah mencatat hubungan langsung antara massa lubang hitam supermasif pusat galaksi dan massa total "tonjolan" bintang-bintang pada intinya. Semakin besar lubang hitam, semakin besar tonjolan. Para ilmuwan telah berspekulasi secara luas tentang apakah lubang hitam atau tonjolan bintang terbentuk terlebih dahulu. Baru-baru ini, beberapa teori menyatakan bahwa keduanya dapat terbentuk secara bersamaan.
Namun, pengamatan VLA baru tentang quasar dan galaksi inangnya terlihat seperti ketika alam semesta berusia kurang dari satu miliar tahun menunjukkan bahwa galaksi muda memiliki lubang hitam supermasif tetapi tidak ada tonjolan bintang besar.
“Kami menemukan sejumlah besar gas di galaksi muda ini, dan, ketika kami menambahkan massa gas ini ke lubang hitam, mereka menambahkan hingga hampir total massa seluruh sistem. Dinamika galaksi menyiratkan bahwa tidak ada banyak massa yang tersisa untuk membuat ukuran tonjolan bintang yang diprediksi oleh model saat ini, "kata Chris Carilli, dari National Astronomy Observatory Radio (NRAO), di Socorro, NM.
Para ilmuwan mempelajari quasar yang diberi nama J1148 + 5251, yang, lebih dari 12,8 miliar tahun cahaya, adalah quasar paling jauh yang pernah ditemukan. Ditemukan pada tahun 2003 oleh Sloan Digital Sky Survey, J1148 + 5251 adalah galaksi muda dengan inti quasar cerah yang terlihat seperti ketika Semesta baru berusia 870 juta tahun. Semesta sekarang berusia 13,7 miliar tahun.
Mengarahkan VLA pada J1148 + 4241 selama sekitar 60 jam, para peneliti dapat menentukan jumlah gas molekuler dalam sistem. Selain itu, mereka dapat mengukur gerakan gas itu, dan dengan demikian memperkirakan total massa sistem galaksi. Studi sebelumnya tentang sistem telah menghasilkan perkiraan bahwa lubang hitam adalah 1 hingga 5 miliar kali massa Matahari kita.
Pengamatan VLA baru menunjukkan bahwa ada sekitar 10 miliar massa matahari dari gas molekuler dalam sistem, dan bahwa total massa sistem adalah 40-50 miliar massa matahari. Gas dan lubang hitam digabungkan dengan demikian menyumbang 11-15 miliar massa matahari dari total itu.
“Rasio yang diterima menunjukkan bahwa lubang hitam dari massa ini harus dikelilingi oleh tonjolan bintang beberapa triliun massa matahari. Pengukuran dinamis kami menunjukkan tidak ada banyak massa yang tersisa, tidak termasuk lubang hitam dan gas, untuk membentuk tonjolan bintang. Ini memberikan bukti bahwa lubang hitam terbentuk sebelum tonjolan bintang, ”kata Fabian Walter, dari Institut Max Planck untuk Radioastronomi di Heidelberg, Jerman, yang adalah seorang Jansky Postdoctoral Fellow di NRAO di Socorro ketika pengamatan dilakukan.
"Salah satu contoh tentu saja tidak membuat kasus, tetapi dalam objek ini kita, kita tampaknya memiliki contoh lubang hitam tanpa banyak tonjolan bintang. Sekarang kita perlu melakukan penelitian terperinci tentang objek-objek seperti itu di alam semesta purba yang jauh, jauh, ”kata Carilli. “Dengan kepekaan yang meningkat pesat dari VLA yang Diperluas dan Atacama Large Millimeter Array (ALMA), yang akan segera tersedia dalam beberapa tahun, kami akan memiliki alat yang kami butuhkan untuk menyelesaikan pertanyaan ini secara definitif,” tambah Carilli.
"Studi seperti ini adalah kunci untuk memahami bagaimana galaksi terbentuk pertama kali," kata Walter.
Walter dan Carilli bekerja dengan Frank Bertoldi dan Karl Menten dari Max Planck Institute di Bonn; Pierre Cox dari Institute of Space Astrophysics dari Universitas Paris-Selatan; Fred K.Y. Lo dari NRAO di Charlottesville, VA; Xiahui Fan dari Steward Observatory University of Arizona; dan Michael Strauss dari Universitas Princeton, tentang proyek tersebut. Hasil penelitian mereka dipublikasikan di Astrophysical Journal Letters.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah fasilitas dari National Science Foundation, yang dioperasikan di bawah perjanjian kerja sama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asli: Siaran Berita NRAO
