Gambar sinar-X dari Chandra Deep Field-North. Kredit gambar: NASA / PSU Klik untuk memperbesar
Data dari survei observatorium sinar-X menunjukkan bahwa lubang hitam jauh lebih banyak dan berevolusi secara berbeda dari yang diperkirakan para peneliti, menurut astronom Penn State.
"Kami ingin sensus semua lubang hitam dan kami ingin tahu seperti apa mereka," kata Niel Brandt, profesor astronomi dan astrofisika. "Kami juga ingin mengukur bagaimana lubang hitam telah tumbuh selama sejarah Semesta."
Brandt dan peneliti lain telah melakukan hal itu dengan melihat sepetak langit di belahan bumi utara yang disebut Chandra Deep Field-North, menggunakan Chandra X-ray Observatory NASA dan patch serupa di belahan bumi selatan yang disebut Extended Chandra Deep Field-South . Survei juga sedang dilakukan di bagian lain langit menggunakan Chandra dan Misi Multi-Cermin Multi-Cermin Misi-Newton-Badan Antariksa Eropa-Newton.
Para peneliti melihat emisi sinar-X karena area di sekitar lubang hitam memancarkan sinar-X serta cahaya tampak. Sifat penetrasi sinar-X menyediakan cara langsung untuk mengidentifikasi lubang hitam. Menggunakan sinar-X juga memungkinkan para astronom untuk menentukan dengan tepat lubang hitam di pusat galaksi tanpa sinyal mereka tersapu oleh cahaya yang terlihat dari bintang-bintang galaksi, Brandt mengatakan kepada para peserta pada pertemuan tahunan Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan di St. Louis, Moo. 17 Februari. Lubang hitam yang mereka pelajari adalah yang berada di pusat galaksi dan secara aktif memancarkan sinar-X, oleh karena itu mereka disebut inti galaksi aktif.
"Kami menemukan lubang hitam super besar aktif di pusat galaksi besar," kata Brandt. “Galaksi kita juga memiliki lubang hitam sendiri di pusatnya yang berukuran 2,6 juta massa matahari. Lubang hitam kami tidak aktif hari ini, tapi kami menganggapnya aktif di masa lalu. "
Survei sinar-X ekstragalaktik yang mendalam ini mengamati bidang-bidang langit yang dipilih dengan cermat, yang sebagian besar bebas dari apa pun yang mungkin mengganggu dalam memperoleh data sinar-X. Chandra memandang Chandra Deep Field-Utara - sebuah wilayah langit dua pertiga ukuran bulan purnama - untuk rentang waktu 23 hari selama periode dua tahun. Para peneliti mendeteksi sekitar 600 sumber sinar-X. Setelah membandingkan gambar sinar-X dengan gambar optik dengan irisan langit yang persis sama dengan yang diambil oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble, hampir semua sumber 600 titik berhubungan dengan galaksi optik, menunjukkan bahwa lubang hitam yang menjadi sumber untuk tanda tangan sinar-X berada di pusat galaksi.
"Para astronom sinar-X melakukan lebih baik daripada orang lain dengan faktor sepuluh, dalam mengidentifikasi inti galaksi aktif ini," kata Brandt. "Dengan lebih banyak waktu kita bisa melakukan yang lebih baik lagi, bahkan lebih dalam lagi."
Apa yang para peneliti temukan adalah bahwa black hole super masif lebih banyak daripada yang kita duga. Mereka juga menemukan bahwa lubang hitam berevolusi secara berbeda dari yang diperkirakan para astronom sebelum karya Chandra. Mengekstrapolasi dari 600 lubang hitam yang ditemukan oleh Chandra, Brandt menunjukkan bahwa ada sekitar 300 juta lubang hitam super besar di seluruh langit.
Keberadaan begitu banyak lubang hitam, menegaskan bahwa apa yang pernah dianggap sebagai radiasi latar belakang sinar-X kosmik yang sebenarnya, sebenarnya berasal dari sumber titik.
Pada 1960-an, para astronom menemukan quasar, sangat jauh, lubang hitam yang sangat bercahaya, di pusat galaksi. Quasar, awalnya disebut sumber radio quasi-stellar, dipelajari secara intensif. Para peneliti segera menyadari bahwa hanya beberapa dari benda-benda ini yang merupakan penghasil radio dan terbentuk pada awal sejarah Alam Semesta.
"Meskipun quasar spektakuler, mereka tidak mewakili inti aktif galaksi khas," kata Brandt. "Sekarang, dengan menggunakan Chandra dan observatorium sinar-X lainnya, kita dapat menemukan dan mempelajari luminositas moderat, inti galaksi aktif yang khas di jauh, Semesta pergeseran merah yang tinggi."
Quasar dan nukleus galaksi aktif luminositas sedang juga berevolusi secara berbeda. Quasar adalah fenomena galaksi muda, sementara luminositas sedang, inti galaksi aktif memuncak kemudian dalam waktu kosmik.
"Kami ingin tahu apakah inti galaksi aktif berubah seiring waktu kosmik," kata Brandt. "Apakah lubang hitam memberi makan dan tumbuh dengan cara yang sama selama sejarah Semesta?"
Para peneliti melihat jumlah relatif daya yang keluar dalam sinar-X dibandingkan dengan panjang gelombang lain dan menemukan bahwa rasio ini tidak berubah selama 13 miliar tahun. Mereka melihat spektrum sinar-X dan menemukan bahwa ini juga tidak berubah seiring waktu.
"Meskipun ada perubahan besar dalam kepadatan ruang lubang belakang, mesin individual yang menggerakkan inti galaksi aktif sangat stabil," kata Brandt.
Brandt percaya bahwa Chandra dapat mengamati Chandra Deep Field-North untuk periode waktu yang lebih lama dan mendapatkan data yang lebih sensitif dan lebih dalam. Ini akan memunculkan galaksi yang saat ini dikaburkan. Ini juga akan mengumpulkan lebih banyak sinar-X yang memungkinkan analisis spektral dan variabilitas sinar-X yang lebih baik. Dengan penyelidikan yang lebih sensitif, para peneliti juga mendeteksi peningkatan jumlah galaksi non-aktif seperti galaksi kita.
"Chandra telah bekerja dengan baik selama enam tahun sekarang," kata Brandt. "Tidak ada alasan mengapa Chandra dan Newton tidak dapat terus mengamati selama 10 tahun atau lebih."
Sumber Asli: Rilis Berita PSU
