APA ITU NUCLEI GALACTIC AKTIF?

Send

Pada tahun 1970-an, para astronom menjadi sadar akan sumber radio kompak di pusat Galaksi Bimasakti - yang mereka beri nama Sagittarius A. Setelah beberapa dekade pengamatan dan bukti yang semakin meningkat, berteori bahwa sumber emisi radio ini sebenarnya adalah lubang hitam supermasif (SMBH). Sejak saat itu, para astronom mulai berteori bahwa SMBH adalah jantung dari setiap galaksi besar di Semesta.

Sebagian besar waktu, lubang hitam ini sunyi dan tidak terlihat, sehingga tidak mungkin diamati secara langsung. Tetapi pada saat-saat ketika material jatuh ke rahang mereka yang besar, mereka berkobar dengan radiasi, memancarkan lebih banyak cahaya daripada gabungan seluruh galaksi. Pusat-pusat cerah ini adalah apa yang dikenal sebagai Nuclei Galactic Aktif, dan merupakan bukti terkuat untuk keberadaan SMBH.

Deskripsi:

Perlu dicatat bahwa ledakan besar dalam luminositas yang diamati dari Active Galactic Nuclei (AGNs) tidak berasal dari lubang hitam supermasif itu sendiri. Untuk beberapa waktu, para ilmuwan telah memahami bahwa tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat lolos dari Horison Peristiwa lubang hitam.

Alih-alih, ledakan besar radiasi - yang meliputi emisi di radio, microwave, inframerah, optik, ultra-violet (UV), sinar-X dan waveband sinar gamma - berasal dari materi dingin (gas dan debu) yang mengelilingi hitam lubang. Ini membentuk disk akresi yang mengorbit lubang hitam supermasif, dan secara bertahap memberi makan mereka penting.

Gaya gravitasi yang luar biasa di wilayah ini memampatkan materi cakram hingga mencapai jutaan derajat kelvin. Ini menghasilkan radiasi yang cerah, menghasilkan energi elektromagnetik yang memuncak pada gelombang optik-UV. Sebuah korona materi panas terbentuk di atas cakram akresi juga, dan dapat menyebarkan foton hingga energi sinar-X.

Sebagian besar dari radiasi AGN dapat dikaburkan oleh gas antarbintang dan debu yang dekat dengan piringan akresi, tetapi ini kemungkinan akan diradiasikan kembali pada gelombang inframerah. Dengan demikian, sebagian besar (jika tidak semua) spektrum elektromagnetik dihasilkan melalui interaksi zat dingin dengan SMBH.

Interaksi antara medan magnet berputar lubang hitam supermasif dan piringan akresi juga menciptakan jet magnet kuat yang menembakkan material di atas dan di bawah lubang hitam dengan kecepatan relativistik (yaitu sebagian kecil dari kecepatan cahaya). Jet-jet ini dapat meluas hingga ratusan ribu tahun cahaya, dan merupakan sumber radiasi potensial kedua.

Jenis-jenis AGN:

Biasanya, para ilmuwan membagi AGN menjadi dua kategori, yang disebut sebagai "radio-quiet" dan "radio-loud" nuclei. Kategori radio-keras sesuai dengan AGN yang memiliki emisi radio yang dihasilkan oleh disk akresi dan jet. AGN yang tenang di radio lebih sederhana, karena emisi jet atau yang terkait jet dapat diabaikan.

Carl Seyfert menemukan kelas pertama AGN pada tahun 1943, itulah sebabnya mereka sekarang memakai namanya. "Seyfert galaksi" adalah jenis AGN yang sunyi-radio yang dikenal karena garis emisinya, dan dibagi lagi menjadi dua kategori berdasarkan padanya. Galaksi Seyfert tipe 1 memiliki garis emisi optik yang sempit dan luas, yang menyiratkan keberadaan awan gas dengan kepadatan tinggi, serta kecepatan gas antara 1000 - 5000 km / s dekat inti.

Tipe 2 Seyferts, sebaliknya, hanya memiliki garis emisi sempit. Garis-garis sempit ini disebabkan oleh awan gas kerapatan rendah yang berada pada jarak yang lebih jauh dari inti, dan kecepatan gas sekitar 500 hingga 1000 km / s. Seperti halnya Seyferts, subkelas lain dari galaksi radio-quiet termasuk quasar dan LINER radio-quiet.

Galaksi Daerah Garis Emisi Nuklir Rendah Emisi (LINER) sangat mirip dengan galaksi Seyfert 2, kecuali untuk garis ionisasi rendah (seperti namanya), yang cukup kuat. Mereka adalah AGN dengan luminositas terendah, dan sering bertanya-tanya apakah mereka sebenarnya didukung oleh akresi ke lubang hitam supermasif.

Galaksi-galaksi radio-keras juga dapat ditundukkan ke dalam kategori-kategori seperti galaksi radio, quasar, dan blazar. Seperti namanya, galaksi radio adalah galaksi elips yang merupakan penghasil gelombang radio yang kuat. Quasar adalah jenis AGN yang paling terang, yang memiliki spektrum mirip dengan Seyferts.

Namun, mereka berbeda dalam hal fitur penyerapan bintang mereka lemah atau tidak ada (artinya mereka cenderung kurang padat dalam hal gas) dan garis emisi sempit lebih lemah daripada garis lebar yang terlihat di Seyferts. Blazars adalah kelas AGN yang sangat bervariasi yang merupakan sumber radio, tetapi tidak menampilkan garis emisi dalam spektrumnya.

Deteksi:

Secara historis, sejumlah fitur telah diamati di pusat galaksi yang memungkinkannya diidentifikasi sebagai AGN. Misalnya, setiap kali disk akresi dapat dilihat secara langsung, emisi nuklir-optik dapat terlihat. Setiap kali piringan akresi dikaburkan oleh gas dan debu di dekat nukleus, AGN dapat dideteksi oleh emisi infra merahnya.

Lalu ada garis emisi optik yang luas dan sempit yang terkait dengan berbagai jenis AGN. Dalam kasus sebelumnya, mereka diproduksi setiap kali bahan dingin dekat dengan lubang hitam, dan merupakan hasil dari bahan yang memancarkan berputar di sekitar lubang hitam dengan kecepatan tinggi (menyebabkan berbagai pergeseran Doppler dari foton yang dipancarkan). Dalam kasus sebelumnya, bahan dingin yang lebih jauh adalah pelakunya, menghasilkan garis emisi yang lebih sempit.

Selanjutnya, ada kontinum radio dan emisi kontinum x-ray. Sedangkan emisi radio selalu merupakan hasil dari jet, emisi x-ray dapat timbul dari jet atau korona panas, di mana radiasi elektromagnetik tersebar. Terakhir, ada emisi garis x-ray, yang terjadi ketika emisi x-ray menerangi material berat dingin yang terletak di antara itu dan nukleus.

Tanda-tanda ini, sendiri atau bersama-sama, telah menyebabkan para astronom membuat banyak pendeteksian di pusat galaksi, serta untuk membedakan berbagai jenis inti aktif di luar sana.

Galaksi Bima Sakti:

Dalam kasus Bima Sakti, pengamatan yang sedang berlangsung telah mengungkapkan bahwa jumlah material yang bertambah ke Sagitarrius A konsisten dengan inti galaksi yang tidak aktif. Telah berteori bahwa ia memiliki nukleus aktif di masa lalu, tetapi sejak itu telah beralih ke fase radio-quiet. Namun, teori ini juga telah berteori bahwa mungkin akan aktif lagi dalam beberapa juta (atau miliar) tahun.

Ketika Galaksi Andromeda bergabung dengan galaksi kita dalam beberapa miliar tahun, lubang hitam supermasif yang berada di pusatnya akan bergabung dengan galaksi kita sendiri, menghasilkan galaksi yang jauh lebih masif dan kuat. Pada titik ini, inti dari galaksi yang dihasilkan - Galaksi Milkdromeda (Andrilky), mungkin? - Pasti akan memiliki bahan yang cukup agar dapat aktif.

Penemuan inti galaksi aktif telah memungkinkan para astronom untuk mengelompokkan beberapa kelas galaksi yang berbeda. Ini juga memungkinkan para astronom untuk memahami bagaimana ukuran galaksi dapat dilihat oleh perilaku pada intinya. Dan terakhir, itu juga membantu para astronom untuk memahami galaksi mana yang telah mengalami merger di masa lalu, dan apa yang akan terjadi untuk kita sendiri suatu hari nanti.

Kami telah menulis banyak artikel tentang galaksi untuk Space Magazine. Inilah What Fuels Engine of the Black Hole Supermassive?, Mungkinkah Bima Sakti Menjadi Black Hole?, Apa itu Black Hole Supermassive?

Untuk informasi lebih lanjut, lihat Rilisan Berita Hubblesite tentang Galaksi, dan di sini Halaman Sains NASA tentang Galaksi.

Pemain Astronomi juga memiliki episode tentang inti galaksi dan lubang hitam supermasif. Inilah Episode 97: Galaksi dan Episode 213: Lubang Hitam Supermasif.

Sumber: