Quasar adalah beberapa objek paling terang di Semesta, dan para astronom percaya itu disebabkan oleh curahan radiasi dari lingkungan di sekitar lubang hitam supermasif yang aktif memberi makan. Para astronom menggunakan gravitasi dari galaksi yang relatif dekat sebagai lensa gravitasi untuk memfokuskan cahaya dari quasar yang lebih jauh, memberikan pandangan yang mengesankan ini.
Untuk pertama kalinya, menggunakan teknik novel, para astronom telah melihat ke dalam quasar dan telah mengukur apa yang disebut akresi disk di sekitar lubang hitam. Studi ini memberikan konfirmasi lebih lanjut untuk apa yang telah lama dicurigai para ilmuwan - bahwa lubang hitam supermasif dari quasar dikelilingi oleh cakram-cakram bahan yang sangat panas yang berputar ke dalamnya.
Hasil proyek, yang melibatkan para ilmuwan dari Penn State University dan Ohio State University, dan pengamatan dengan Chandra X-ray Observatory NASA mulai dilaporkan hari ini (5 Oktober 2006) pada pertemuan American Astronomical Society (AAS) High Energy Astrophysics Divisi di San Francisco.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Christopher Kochanek di Ohio State, termasuk Xinyu Dai dan Nicholas Morgan di Ohio State dan George Chartas dan Gordon Garmire di Penn State. Tim mempelajari struktur interior dari dua quasar, yang cahayanya menjadi terlihat hanya ketika sebuah galaksi berbaris tepat di antara mereka dan Bumi, memperbesar cahayanya seperti sebuah lensa. Para astronom menyamakan efek ini, yang dikenal sebagai "pelensaan gravitasi" atau "pelensaan mikro," untuk dapat melihat quasar di bawah mikroskop.
“Ada banyak model yang mencoba menggambarkan apa yang terjadi di dalam quasar dan, sebelumnya, tidak ada yang bisa dikesampingkan. Sekarang beberapa dari mereka bisa, ”kata Xinyu Dai, seorang peneliti postdoctoral di Ohio State yang baru-baru ini meraih gelar doktoralnya di Penn State. "Kita bisa mulai membuat model quasar yang lebih tepat, dan mendapatkan tampilan lubang hitam yang lebih lengkap."
Garmire, dari Penn State, adalah peneliti utama kamera sinar-X di observatorium Chandra milik NASA, Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS), yang digunakan para astronom untuk mengamati pelensaan gravitasi kedua quasar. Kamera sinar-X ini disusun dan dikembangkan untuk NASA oleh Penn State dan Massachusetts Institute of Technology di bawah kepemimpinan Garmire, yang merupakan Profesor Astronomi dan Astrofisika Evan Pugh di Penn State. Hampir setiap penemuan penting Chandra didasarkan pada pengamatan dengan kamera ACIS.
Terlihat dari Bumi, quasar, atau objek semu-bintang, terlihat seperti bintang. Mereka sangat cerah, itulah sebabnya kita bisa melihatnya meskipun mereka adalah salah satu objek paling jauh di alam semesta. Para astronom bingung tentang quasar selama beberapa dekade sebelum memutuskan bahwa mereka kemungkinan besar mengandung lubang hitam super-masif yang terbentuk miliaran tahun lalu. Materi yang jatuh ke dalam lubang hitam bersinar terang dan, dalam kasus quasar, itu bersinar di berbagai energi, termasuk cahaya tampak, gelombang radio, dan sinar-X.
“Sinar-X dari piringan akresi daerah lubang hitam menyelidiki emisi yang lebih dekat dengan lubang hitam daripada yang ada di pita optik,” jelas Chartas, rekan peneliti senior di Penn State, yang menganalisis data sinar-X yang diperoleh dari pemantauan beberapa objek dalam studi microlensing ini. “Dengan membandingkan tabung sinar-X dari peristiwa microlensing dengan yang ada di beberapa pita optik, kami menyimpulkan ukuran relatif dari daerah emisi. Perbandingan ini memungkinkan kami membatasi struktur piringan akresi lubang hitam pada panjang gelombang yang berbeda. "
Quasar sangat jauh sehingga bahkan di teleskop paling maju sekalipun, mereka biasanya terlihat seperti titik cahaya yang sangat kecil. Tetapi Einstein meramalkan bahwa benda-benda besar di luar angkasa kadang-kadang dapat bertindak seperti lensa, membengkokkan dan memperbesar cahaya dari benda-benda yang ada di belakangnya, seperti yang terlihat oleh seorang pengamat. Efeknya disebut pelensaan gravitasi, dan ini memungkinkan para astronom mempelajari beberapa objek dengan detail yang tidak dapat dicapai. "Beruntung bagi kita, kadang-kadang bintang dan galaksi bertindak sebagai teleskop resolusi sangat tinggi," kata Kochanek. "Sekarang kita tidak hanya melihat quasar, kita menggali bagian dalam quasar dan pergi ke tempat lubang hitam itu berada."
Para ilmuwan dapat mengukur ukuran apa yang disebut akresi cakram di sekitar lubang hitam di dalam setiap quasar. Di masing-masing, disk mengelilingi area yang lebih kecil yang memancarkan sinar-X, seolah-olah bahan disk sedang dipanaskan saat jatuh ke lubang hitam di tengah. Itulah yang mereka harapkan, mengingat gagasan terkini tentang quasar. Tetapi pandangan orang dalam akan membantu mereka mulai memperbaiki gagasan itu, kata Dai.
Kunci dari proyek ini adalah Chandra X-Ray Observatory milik NASA, yang memungkinkan para astronom untuk secara tepat mengukur kecerahan wilayah pemancar sinar-X dari masing-masing quasar. Mereka menggabungkan pengukuran tersebut dengan pengukuran dari teleskop optik yang termasuk dalam Konsorsium Sistem Teleskop Riset Aperture Kecil dan Sedang dan Eksperimen Pelensaan Gravitasi Optik. Para astronom mempelajari variabilitas sinar-X dan cahaya tampak yang berasal dari quasar dan membandingkan pengukuran tersebut untuk menghitung ukuran disk akresi di masing-masing. Mereka menggunakan program komputer yang dibuat Kochanek khusus untuk perhitungan seperti itu, dan menjalankannya pada kluster komputer 48-prosesor. Perhitungan untuk setiap quasar membutuhkan waktu sekitar satu minggu untuk diselesaikan.
Dua quasar yang mereka pelajari bernama RXJ1131-1231 dan Q2237 + 0305, dan tidak ada yang istimewa tentang mereka, kata Kochanek, kecuali bahwa keduanya sama-sama memiliki lensa gravitasi. Dia dan kelompoknya saat ini sedang mempelajari 20 quasar dengan lensa seperti itu, dan mereka akhirnya ingin mengumpulkan data sinar-X pada semuanya.
Proyek ini merupakan bagian dari kolaborasi berkelanjutan antara Ohio State dan Penn State. Penelitian ini didanai oleh NASA. Cluster komputer disediakan oleh Cluster Ohio, sebuah inisiatif dari Ohio Supercomputer Center (OSC), Dewan Bupati Ohio, dan Kelompok Pengguna Seluruh Negara Bagian OSC. Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Alabama, mengelola program Chandra untuk Direktorat Misi Sains agensi tersebut. Observatorium Astrofisika Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, mengontrol operasi sains dan penerbangan dari Chandra X-ray Center di Cambridge, Massachusetts.
Sumber Asli: Rilis Berita PSU
