Lubang hitam supermasif di inti galaksi paling masif mendatangkan malapetaka di sekitar mereka. Selama fase paling aktif mereka - ketika mereka menyala sebagai quasar bercahaya - mereka meluncurkan aliran gas yang sangat kuat dan berkecepatan tinggi.
Aliran keluar ini dapat menyapu dan memanaskan material, memainkan peran penting dalam pembentukan dan evolusi galaksi masif. Tidak hanya para astronom mengamati mereka di seluruh Alam Semesta yang terlihat, mereka juga memainkan unsur utama dalam model teoretis.
Tetapi sifat fisik arus keluar itu sendiri telah menjadi misteri yang sudah berlangsung lama. Mekanisme fisik apa yang menyebabkan gas mencapai kecepatan tinggi seperti itu, dan dalam beberapa kasus dikeluarkan dari galaksi?
Sebuah studi baru memberikan bukti langsung pertama bahwa arus keluar ini dipercepat oleh jet energik yang dihasilkan oleh lubang hitam supermasif.
Menggunakan Very Large Telescope di Chili, tim astronom yang dipimpin oleh Clive Tadhunter dari Universitas Sheffield, mengamati galaksi aktif terdekat IC 5063. Di lokasi-lokasi di galaksi tempat jet-jetnya memengaruhi daerah gas padat, gas bergerak dengan kecepatan luar biasa lebih dari 600.000 mil per jam.
"Banyak gas dalam arus keluar dalam bentuk molekul hidrogen, yang rapuh dalam arti bahwa itu dihancurkan dengan energi yang relatif rendah," kata Tadhunter dalam siaran pers. “Saya merasa luar biasa bahwa gas molekuler dapat bertahan hidup dipercepat oleh semburan partikel yang sangat energetik bergerak mendekati kecepatan cahaya.
Saat jet melakukan perjalanan melalui materi galaksi, mereka mengganggu gas di sekitarnya dan menghasilkan gelombang kejut. Gelombang kejut ini tidak hanya mempercepat gas, tetapi juga memanaskannya. Tim memperkirakan gelombang kejut memanaskan gas ke suhu yang cukup tinggi untuk mengionisasi gas dan memisahkan molekul. Hidrogen molekuler hanya terbentuk dalam gas post-shock yang lebih dingin secara signifikan.
"Kami menduga bahwa molekul-molekul itu pastilah mampu mereformasi setelah gas benar-benar kesal oleh interaksi dengan jet plasma cepat," kata Raffaella Morganti dari Kapteyn Institute Groningen University. “Pengamatan langsung kami terhadap fenomena tersebut telah mengkonfirmasi bahwa situasi ekstrem ini memang dapat terjadi. Sekarang kita perlu bekerja untuk menggambarkan fisika interaksi yang sebenarnya. ”
Di ruang antarbintang, molekul hidrogen terbentuk di permukaan butiran debu. Tetapi dalam skenario ini, debu kemungkinan telah hancur dalam gelombang kejut yang intens. Meskipun dimungkinkan untuk molekul hidrogen terbentuk tanpa bantuan butiran debu (seperti yang terlihat di Alam Semesta awal) mekanisme pasti dalam kasus ini masih belum diketahui.
Penelitian ini membantu menjawab pertanyaan yang sudah lama ada - memberikan bukti langsung pertama bahwa jet mempercepat arus keluar molekul yang terlihat di galaksi aktif - dan menanyakan yang baru.
Hasilnya dipublikasikan di Nature dan tersedia online.
