Kredit gambar: Chandra
Gambar baru yang diambil oleh Chandra X-Ray Observatory menunjukkan galaksi dalam fase energik dalam perkembangannya. Para astronom percaya bahwa ini hanyalah tahap dalam siklus yang lebih lama di mana gas mendingin untuk membentuk galaksi, yang kemudian bergabung dan menciptakan lubang hitam supermasif. Semburan gas panas keluar dari lubang hitam menyapu semua materi, memberikan gas kesempatan untuk kembali dingin? dan kemudian siklus dimulai dari awal lagi.
Gambar-gambar yang dibuat oleh Chandra X-ray Observatory NASA telah mengungkapkan dua situs konstruksi kosmik yang jauh penuh dengan aktivitas. Penemuan ini menunjukkan bagaimana lubang hitam super masif mengendalikan pertumbuhan galaksi masif di alam semesta yang jauh.
Sinar-X terdeteksi dari awan besar partikel berenergi tinggi di sekitar galaksi 3C294 dan 4C41.17, yang masing-masing berjarak 10 dan 12 miliar tahun cahaya dari Bumi. Partikel-partikel yang energik ditinggalkan dari peristiwa ledakan masa lalu yang dapat ditelusuri melalui sinar-X dan jet radio kembali ke lubang hitam super masif yang terletak di pusat galaksi.
"Galaksi-galaksi ini mengungkapkan fase energik di mana lubang hitam super besar mentransfer energi yang cukup besar ke gas di sekitar galaksi," kata Andrew Fabian dari Universitas Cambridge Inggris, penulis utama makalah tentang 3C294 untuk muncul dalam edisi mendatang dari Bulanan Pemberitahuan dari Royal Astronomical Society. "Ini tampaknya penting dalam menjelaskan sifat membingungkan galaksi masa kini, terutama yang berkelompok bersama dalam kelompok besar," katanya.
Gambar yang muncul adalah dari siklus kosmik besar. Daerah padat gas intergalaksi mendingin untuk membentuk beberapa galaksi yang lebih kecil, yang bergabung membentuk galaksi yang lebih besar dengan lubang hitam super masif. Galaksi dan lubang hitam pusatnya terus tumbuh sampai energi yang dihasilkan oleh jet dari sekitar lubang hitam yang rakus menghentikan jatuhnya materi ke dalam lubang hitam. Jutaan tahun setelah aktivitas jet mereda, materi akan kembali jatuh ke dalam lubang hitam dan siklus dimulai lagi.
Baik 3C294 dan 4C41.17 berada di wilayah ruang yang mengandung jumlah galaksi yang luar biasa tinggi. Gas dan galaksi yang mengelilingi galaksi-galaksi ini pada akhirnya akan runtuh untuk membentuk kluster galaksi, beberapa benda paling masif di alam semesta. Meskipun 3C294 dan 4C41.17 akan tumbuh dengan ukuran yang sangat besar, melalui akumulasi materi di sekitarnya yang membentuk ratusan miliar bintang, pertumbuhan mereka tidak akan terkendali.
"Seolah-olah alam mencoba untuk memaksakan batas berat pada ukuran galaksi yang paling masif," kata Caleb Scharf dari Universitas Columbia, New York, dan penulis utama makalah tentang 4C41.17 yang akan diterbitkan dalam The Astrophysical Journal. “Pengamatan Chandra telah memberi kita petunjuk penting tentang bagaimana ini terjadi. Jet berenergi tinggi memberi lubang hitam super besar jangkauan yang luas untuk mengatur pertumbuhan galaksi ini, ”katanya.
Dalam 3C294 dan 4C41.17, inferus berputar-putar panas di sekitar lubang hitam super masif mereka telah meluncurkan jet bermagnet partikel berenergi tinggi yang pertama kali diidentifikasi oleh teleskop radio. Jet-jet ini, yang juga terdeteksi oleh Chandra, telah menyapu awan debu dan gas dan telah membantu memicu pembentukan miliaran bintang baru. Awan 4C41.17 yang berdebu dan membentuk bintang, sumber radiasi inframerah paling kuat yang pernah diamati, tertanam dalam awan gas yang bahkan lebih besar.
Para astronom baru-baru ini menggunakan Observatorium Keck untuk mengamati awan yang lebih besar ini, yang memiliki suhu 10.000 derajat. Awan-awan ini adalah bahan sisa dari formasi galaksi dan seharusnya mendingin dengan cepat oleh radiasi tanpa adanya sumber panas.
"Secara signifikan, awan gas hangat bertepatan erat dengan tingkat terbesar dari emisi sinar-X," kata Michiel Reuland dari Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California, rekan penulis pada kertas 4C41.17 dan sebuah makalah yang menggambarkan Keck Observatory kerja. "Hasil Chandra menunjukkan bahwa partikel berenergi tinggi atau radiasi dapat memasok energi yang diperlukan untuk menerangi awan ini," katanya.
Sebagian besar sinar-X dari 4C41.17 dan 3C294 disebabkan oleh tabrakan elektron yang energik dengan latar belakang kosmik foton yang dihasilkan di alam semesta awal yang panas. Karena galaksi-galaksi ini jauh, radiasi yang diamati berasal ketika alam semesta lebih muda dan latar belakangnya lebih intens. Efek ini meningkatkan radiasi X dan membantu para astronom mempelajari galaksi yang sangat jauh.
Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA, Huntsville, Alabama, mengelola program Chandra. TRW, Inc., Redondo Beach, California, adalah kontraktor utama pesawat ruang angkasa. Pusat Sinar-X Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Cambridge, Mass., Untuk Office of Space Science, Markas Besar NASA, Washington.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
