Lubang hitam supermasif di jantung galaksi mungkin meledakan panas, gelombang gas bergolak melalui kosmos, menjaga cluster galaksi tetap hidup dengan panasnya.
Dan untuk pertama kalinya, astrofisikawan percaya bahwa mereka telah melihat turbulensi itu beraksi.
Tengok ke dalam gugusan galaksi raksasa dan Anda akan melihat gas panas berputar di intinya, mengisi ruang antara bintang dan galaksi. Tetapi ada misteri tentang gas ini. Bagaimana bisa begitu panas? Model-model sederhana menyarankan bahwa ia harus kehilangan energi jauh lebih cepat daripada itu, dan bahwa gravitasi akan mulai mengikat seluruh awan bersama-sama menjadi bintang-bintang dalam waktu sekitar satu miliar tahun pembentukannya. Pada gilirannya, bintang-bintang itu akan terbakar, dan galaksi akan mati bersama mereka. Para ahli astrofisika menyebut proses ini "pendinginan katastropik." Tetapi ini tidak terjadi.
Ternyata, pada tahun 2005, para peneliti menemukan penjelasan parsial mengapa tidak. Mereka menemukan gelembung-gelembung terbentuk di dalam awan gas pekat itu, rongga-rongga raksasa di angkasa - beberapa sama besarnya dengan Bima Sakti. Gelembung-gelembung raksasa ini bergerak menjauh dari lubang hitam supermasif di pusat-pusat galaksi, dan pada gilirannya, para peneliti menulis, tampaknya mencegah pendinginan bencana.
Tetapi pertanyaannya tetap: Bagaimana semua energi yang ditransfer ke gas di sekitar gelembung? Dalam sebuah makalah baru, yang diterbitkan ke database arXiv 18 November (makalah itu belum melalui proses peer review formal), para peneliti melaporkan bukti turbulensi di sekitar gelembung: pusaran dan pusaran yang memutar pusaran kecil dan pusaran, yang berputar masih berputar lebih kecil. Seiring berjalannya waktu, menurut teori, perilaku kacau itu mencapai tingkat mikroskopis, di mana ia menghilang sebagai panas.
"Anda dapat menggambarkan gelembung itu sebagai sendok yang mengaduk teh panas," kata ketua penulis studi Yuan Li, seorang ahli astrofisika di University of California, Berkeley, kepada Live Science.
Sendok menciptakan "gerakan massal" teh, tetapi tarik keluar sendok dan Anda akan melihat pusaran kecil terbentuk dalam cairan, yang membuat pusaran lebih kecil. Ketika pusaran berhenti berputar, itu karena energi mereka telah berubah menjadi panas, katanya. Dalam cangkir di atas meja Anda, pemanasannya tidak terlalu dramatis; Anda akan berjuang untuk merebus air hanya dengan mengaduknya. Tetapi energi gelembung yang bergerak melalui ruang jauh lebih intens, dan sepertinya turbulensi mengubah sebagian besar dari energi kinetik menjadi panas.
Li dan rekan penulisnya tidak melakukan pengamatan baru untuk menemukan turbulensi. Sebagai gantinya, mereka melihatnya dalam data yang sudah tersedia dari kluster galaksi Perseus, Abell 2597 dan Virgo.
Filamen benang gas dingin melalui awan di pusat galaksi itu, kata Li. Data resolusi tinggi yang sangat tepat ini memungkinkan Li untuk membuat peta seberapa cepat gas di setiap titik bergerak dan ke arah mana.
Peta panas itu menunjukkan pola turbulensi yang jelas. "Dalam mode turbulensi ada pusaran besar yang membuat pusaran kecil membuat pusaran yang lebih kecil. Kau punya kaskade yang indah," kata Li.
"Kaskade yang indah" muncul di pusat gugus setiap galaksi.
"Aku tidak mengharapkan itu, tidak ada yang mengharapkan itu," katanya.
Bahkan pusaran terkecil di sini ada dalam skala yang tak terbayangkan, cukup besar untuk dengan mudah menelan tata surya kita. Lagipula, kata Li, mereka terjadi dalam jumlah yang padat "tong sampah penuh galaksi." Brian McNamara, penulis utama makalah Nature 2005 yang pertama kali menyarankan bahwa gelembung-gelembung itu mungkin menghangatkan gas-gas ini, mengatakan ia menemukan temuan baru itu menarik, tetapi harus dipesan.
"Ini semua sangat menarik. Tetapi itu tidak konklusif bagi pikiran saya. Saya tidak sepenuhnya yakin," kata McNamara kepada Live Science. McNamara, yang merupakan ketua Departemen Fisika dan Astronomi di Kanada University of Waterloo, mengatakan masalah yang paling penting adalah bahwa kaskade Li dan rekan menemukan tidak cukup sesuai dengan apa yang Anda harapkan dari turbulensi saja. Itu menunjukkan efek lain dapat bekerja, penulis penelitian menulis, atau mungkin ada beberapa fisika tidak diketahui yang mengatur perilaku turbulensi dalam kondisi ekstrem ini.
McNamara juga bertanya-tanya apakah para peneliti telah sepenuhnya mengurai efek dari jenis gerakan lain dalam gas dari turbulensi sejati.
Dia juga menunjukkan bahwa beberapa ahli teori menduga turbulensi sebenarnya bisa mendinginkan gas lebih daripada memanaskannya.
Semua yang dikatakan, ia menambahkan, ini adalah makalah yang bagus dengan banyak peneliti baik yang terlibat.
"Aku hanya berpikir masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan."
