Observatorium Sinar-X NASA NASA telah memperoleh bukti definitif bahwa quasar yang jauh terbentuk kurang dari satu miliar tahun setelah Big Bang berisi lubang hitam supermasif yang tumbuh penuh menghasilkan energi dengan laju dua puluh triliun Matahari. Keberadaan lubang hitam masif di jaman awal Semesta ini menantang teori pembentukan galaksi dan lubang hitam supermasif.
Astronom Daniel Schwartz dan Shanil Virani dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, MA mengamati quasar, yang dikenal sebagai SDSSp J1306, yang berjarak 12,7 miliar tahun cahaya. Karena Semesta diperkirakan berumur 13,7 miliar tahun, kita melihat quasar seperti satu miliar tahun setelah Big Bang. Mereka menemukan bahwa distribusi sinar-X dengan energi, atau spektrum sinar-X, tidak dapat dibedakan dengan distribusi quasar lama yang lebih tua. Demikian juga, kecerahan relatif pada panjang gelombang optik dan sinar-X dari SDSSp J1306 serupa dengan yang ada pada kelompok quasar terdekat. Pengamatan optik menunjukkan bahwa massa lubang hitam adalah sekitar satu miliar massa matahari.
Bukti lubang hitam supermasif zaman awal lainnya diterbitkan sebelumnya oleh tim ilmuwan dari California Institute of Technology dan Inggris menggunakan satelit sinar-X XMM-Newton. Mereka mengamati quasar SDSSp J1030 pada jarak 12,8 miliar tahun cahaya dan pada dasarnya menemukan hasil yang sama untuk spektrum sinar-X seperti yang ditemukan para ilmuwan Smithsonian untuk SDSSp J1306. Lokasi dan spektrum Chandra yang tepat untuk SDSSp J1306 dengan sifat yang hampir sama menghilangkan segala ketidakpastian yang tersisa bahwa lubang hitam supermasif yang cepat terbentuk ada.
"Dua hasil ini tampaknya menunjukkan bahwa cara lubang hitam supermasif menghasilkan sinar-X pada dasarnya tetap sama dari tanggal yang sangat awal di Semesta," kata Schwartz. "Ini menyiratkan bahwa mesin lubang hitam pusat di galaksi besar terbentuk segera setelah Big Bang."
Ada kesepakatan umum di antara para astronom bahwa radiasi X dari sekitar lubang hitam supermasif diproduksi ketika gas ditarik ke arah lubang hitam, dan dipanaskan hingga suhu mulai dari jutaan hingga miliaran derajat. Sebagian besar gas yang jatuh pekat terkonsentrasi dalam cakram yang berputar dengan cepat, bagian dalamnya memiliki atmosfer atau korona yang panas di mana suhu dapat naik hingga miliaran derajat.
Meskipun geometri yang tepat dan detail dari produksi sinar-X tidak diketahui, pengamatan terhadap banyak quasar, atau lubang hitam supermasif, telah menunjukkan bahwa banyak dari mereka memiliki spektrum sinar-X yang sangat mirip, terutama pada energi sinar-X yang tinggi. Ini menunjukkan bahwa geometri dan mekanisme dasarnya sama untuk objek-objek ini.
Kesamaan luar biasa dari spektrum sinar-X dari lubang hitam supermasif muda dengan yang lebih tua berarti bahwa lubang hitam supermasif dan piringan akresi mereka, sudah ada di tempat kurang dari satu miliar tahun setelah Ledakan Dahsyat. Satu kemungkinan adalah bahwa jutaan 100 lubang hitam massa matahari terbentuk dari runtuhnya bintang-bintang masif di galaksi muda, dan kemudian membangun lubang hitam bermilyar-massa matahari di pusat galaksi melalui merger dan akresi gas.
Untuk menjawab pertanyaan tentang bagaimana dan kapan lubang hitam supermasif terbentuk, para astronom berencana untuk menggunakan paparan Chandra yang sangat dalam dan survei lain untuk mengidentifikasi dan mempelajari quasar pada usia lebih dini.
Makalah oleh Schwartz dan Virani pada SDSSp J1306 diterbitkan dalam edisi 1 November 2004 dari The Astrophysical Journal. Makalah oleh Duncan Farrah dan rekan-rekannya di SDSS J1030 diterbitkan dalam The Astrophysical Journal edisi 10 Agustus 2004.
Chandra mengamati J1306 dengan instrumen Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) selama sekitar 33 jam pada November 2003. Pusat Penerbangan Antariksa Marshall di NASA, Huntsville, Alabama, mengelola program Chandra untuk Kantor Ilmu Luar Angkasa NASA, Washington. Northrop Grumman dari Redondo Beach, California, sebelumnya TRW, Inc., adalah kontraktor pengembangan utama untuk observatorium. Observatorium Astrofisika Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Chandra X-ray Centre di Cambridge, Mass.
Informasi dan gambar tambahan tersedia di:
http://chandra.harvard.edu dan http://chandra.nasa.gov
Sumber Asli: Siaran Berita Chandra
