Beberapa objek paling terang di Semesta adalah quasar. Alih-alih memakan lubang hitam, mungkin ada benda-benda dengan medan magnet kuat yang bertindak seperti baling-baling, mengaduk materi kembali ke galaksi.
Di alam semesta yang jauh dan muda, quasar bersinar dengan kecemerlangan yang tak tertandingi oleh apa pun di kosmos lokal. Meskipun mereka tampak seperti bintang di teleskop optik, quasar sebenarnya adalah pusat galaksi yang terang yang terletak miliaran tahun cahaya dari Bumi.
Inti mendidih dari quasar saat ini digambarkan mengandung cakram gas panas yang berputar ke dalam lubang hitam supermasif. Sebagian dari gas itu dikeluarkan dengan paksa ke luar dalam dua jet yang berlawanan pada kecepatan cahaya yang hampir sama. Para ahli teori berjuang untuk memahami fisika piringan akresi dan jet, sementara para pengamat berjuang untuk mengintip ke dalam hati quasar. “Mesin” sentral yang memberi tenaga pada jet sulit dipelajari secara teleskopik karena wilayahnya sangat padat dan pengamat Bumi berada sangat jauh.
Astronom Rudy Schild dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian (CfA) dan rekan-rekannya mempelajari quasar yang dikenal sebagai Q0957 + 561, terletak sekitar 9 miliar tahun cahaya dari Bumi ke arah konstelasi Ursa Major, dekat Big Dipper. Quasar ini memegang objek kompak pusat yang mengandung massa sebanyak 3-4 miliar Matahari. Sebagian besar akan menganggap objek itu sebagai "lubang hitam," tetapi penelitian Schild menyarankan sebaliknya.
"Kami tidak menyebut objek ini lubang hitam karena kami telah menemukan bukti bahwa benda itu mengandung medan magnet yang tertanam secara internal yang menembus menembus permukaan benda pusat yang runtuh, dan yang berinteraksi dengan lingkungan quasar," komentar Schild.
Para peneliti memilih Q0957 + 561 untuk hubungannya dengan lensa kosmik alami. Gravitasi galaksi terdekat membengkokkan ruang, membentuk dua gambar quasar yang jauh dan memperbesar cahayanya. Bintang-bintang dan planet-planet di galaksi terdekat juga memengaruhi cahaya quasar, menyebabkan fluktuasi kecil dalam kecerahan (dalam proses yang disebut "microlensing") ketika mereka melayang ke garis pandang antara Bumi dan quasar.
Schild memantau kecerahan quasar selama 20 tahun, dan memimpin konsorsium pengamat internasional yang mengoperasikan 14 teleskop untuk menjaga objek di bawah jam terus-menerus pada jam-jam kritis.
“Dengan microlensing, kita dapat melihat lebih detail dari apa yang disebut 'lubang hitam' dua pertiga jalan menuju tepi alam semesta yang terlihat daripada yang kita dapat dari lubang hitam di pusat Bima Sakti,” kata Schild.
Melalui analisis yang cermat, tim menggali detail tentang inti quasar. Misalnya, perhitungan mereka menunjukkan lokasi di mana jet terbentuk.
“Bagaimana dan di mana jet-jet ini terbentuk? Bahkan setelah 60 tahun pengamatan radio, kami tidak punya jawaban. Sekarang buktinya ada, dan kami tahu, ”kata Schild.
Schild dan koleganya menemukan bahwa jet tersebut muncul dari dua wilayah dengan 1.000 unit astronomi (sekitar 25 kali lebih besar dari jarak Pluto-Sun) yang terletak 8.000 unit astronomi tepat di atas kutub objek kompak pusat. (Sebuah unit astronomi didefinisikan sebagai jarak rata-rata dari Bumi ke Matahari, atau 93 juta mil.) Namun, lokasi itu akan diharapkan hanya jika jet itu didukung oleh menghubungkan kembali garis-garis medan magnet yang berlabuh ke objek kompak supermasif berputar yang berputar dalam quasar. Dengan berinteraksi dengan piringan akresi di sekitarnya, garis medan magnet yang berputar berputar, semakin kencang dan kencang hingga secara eksplosif bersatu, menyambung kembali, dan pecah, melepaskan energi dalam jumlah besar yang memberi daya pada jet.
"Quasar ini tampaknya didominasi secara dinamis oleh medan magnet yang secara internal berlabuh pada objek kompak supermasif yang berputar," kata Schild.
Bukti lebih lanjut tentang pentingnya medan magnet quasar yang berlabuh secara internal dapat ditemukan di struktur sekitarnya. Misalnya, wilayah bagian dalam yang paling dekat dengan quasar tampaknya telah disapu bersih dari material. Tepi bagian dalam piringan akresi, yang terletak sekitar 2.000 unit astronomi dari objek kompak pusat, dipanaskan hingga pijar dan bersinar terang. Kedua efek adalah tanda-tanda fisik dari medan magnet internal yang berputar-putar ditarik oleh rotasi objek padat pusat - sebuah fenomena yang dijuluki "efek baling-baling magnetik".
Pengamatan juga menunjukkan adanya outflow berbentuk kerucut yang luas dari piringan akresi. Di mana diterangi oleh quasar pusat, ia bersinar dalam garis seperti cincin yang dikenal sebagai struktur Elvis setelah rekan CFA Schild, Martin Elvis, yang berteori tentang keberadaannya. Pembukaan sudut besar yang mengejutkan dari aliran yang diamati paling baik dijelaskan oleh pengaruh medan magnet intrinsik yang terkandung dalam objek kompak pusat di quasar ini.
Dalam terang pengamatan ini, Schild dan rekan-rekannya, Darryl Leiter (Marwood Astrophysics Research Center) dan Stanley Robertson (Southwestern Oklahoma State University), telah mengusulkan teori kontroversial bahwa medan magnet adalah intrinsik ke pusat, objek kompak supermasif quasar, bukan daripada hanya menjadi bagian dari disk akresi seperti yang dipikirkan oleh sebagian besar peneliti. Jika dikonfirmasi, teori ini akan mengarah pada gambaran revolusioner baru tentang struktur quasar.
"Temuan kami menantang pandangan yang diterima tentang lubang hitam," kata Leiter. "Kami bahkan telah mengusulkan nama baru untuk mereka - Benda-benda Mancur Magnetik yang Eternally, atau MECO," varian nama yang pertama kali diciptakan oleh astrofisikawan India Abhas Mitra pada tahun 1998. “Ahli astrofisika 50 tahun yang lalu tidak memiliki akses ke pemahaman modern elektrodinamika kuantum yang ada di balik solusi baru kami untuk persamaan relativitas asli Einstein. "
Penelitian ini menunjukkan bahwa, selain massa dan putarannya, objek kompak pusat quasar mungkin memiliki sifat fisik lebih seperti dipol magnetik berputar yang sangat merah daripada seperti lubang hitam. Karena alasan itu, sebagian besar materi yang mendekat tidak hilang selamanya, melainkan merasakan medan magnet yang berputar seperti motor dan berputar kembali. Menurut teori ini, MECO tidak memiliki cakrawala peristiwa, jadi segala hal yang dapat diperoleh oleh baling-baling magnetik secara bertahap diperlambat dan berhenti di permukaan yang sangat redshifted MECO, hanya dengan sinyal lemah yang menghubungkan radiasi dari materi tersebut. untuk pengamat yang jauh. Sinyal itu sangat sulit untuk diamati dan belum terdeteksi dari Q0957 + 561.
Penelitian ini diterbitkan dalam edisi Juli 2006 dari Astronomical Journal, dan tersedia online di http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
Berkantor pusat di Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) adalah kolaborasi bersama antara Smithsonian Astrophysical Observatory dan Harvard College Observatory. Para ilmuwan CFA, diorganisasikan ke dalam enam divisi penelitian, mempelajari asal usul, evolusi, dan nasib akhir alam semesta.
Sumber Asli: Siaran Berita CFA
