Survei Swift Menemukan Galaksi Aktif 'Hilang'

Pin
Send
Share
Send

Dari siaran pers NASA:

Terlihat dalam sinar-X, seluruh langit cerah. Masalahnya adalah, terlalu sedikit dari mereka yang terdeteksi melakukan pekerjaan itu.

Sebuah tim ilmuwan internasional yang menggunakan data dari satelit Swift NASA mengkonfirmasi keberadaan populasi galaksi bertenaga lubang hitam yang sebagian besar tak terlihat. Emisi sinar-X mereka sangat diserap sehingga sedikit lebih dari selusin diketahui. Namun para astronom mengatakan bahwa meskipun sinar-X yang sangat redup, sumber-sumber itu mungkin mewakili puncak gunung es, yang merupakan sedikitnya seperlima dari semua galaksi aktif.

"Lubang hitam yang sangat tertutup ini ada di sekitar kita," kata Neil Gehrels, peneliti utama Swift di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md., Dan penulis pendamping penelitian baru ini. "Tapi sebelum Swift, mereka terlalu pingsan dan terlalu tidak jelas untuk kita lihat."

Temuan ini muncul dalam edisi 10 Februari dari The Astrophysical Journal.

Kebanyakan galaksi besar mengandung lubang hitam tengah raksasa, dan yang diamati dalam studi Swift memiliki berat sekitar 100 juta kali massa matahari. Dalam galaksi aktif, materi yang jatuh ke arah lubang hitam supermasif menghasilkan emisi energi tinggi yang sangat kuat sehingga dua kelas galaksi aktif, quasar, dan blazar, digolongkan sebagai objek paling bercahaya di alam semesta.

Latar belakang sinar-X membuat para astronom curiga bahwa galaksi aktif tidak dihitung. Para astronom tidak pernah dapat memastikan bahwa mereka telah mendeteksi sebagian besar galaksi aktif terdekat. Awan tebal debu dan gas mengelilingi lubang hitam pusat dan menyaring sinar-X ultraviolet, optik dan berenergi rendah (atau lunak). Sementara radiasi infra merah dapat menembus materi, ia dapat dikacaukan dengan debu hangat di daerah pembentuk bintang galaksi.

Namun, beberapa sinar-X lubang hitam yang lebih energik menembus kain kafan, dan di situlah Swift masuk.

Sejak 2004, Swift's Burst Alert Telescope (BAT), dikembangkan dan dioperasikan di NASA Goddard, telah memetakan seluruh langit dalam sinar-X yang keras dengan energi antara 15.000 dan 200.000 elektron volt - ribuan kali energi cahaya tampak. Secara bertahap membangun paparannya dari tahun ke tahun, survei ini sekarang menjadi sensus terbesar, paling sensitif dan paling lengkap di energi ini. Ini mencakup ratusan galaksi aktif hingga jarak 650 juta tahun cahaya.

Dari sampel ini, para peneliti menghilangkan sumber-sumber yang jaraknya kurang dari 15 derajat dari bidang galaksi kita yang berdebu dan penuh sesak. Semua galaksi aktif dengan jet partikel yang energik juga tidak dipertimbangkan, meninggalkan 199 galaksi.

Meskipun ada banyak jenis galaksi aktif, para astronom menjelaskan sifat-sifat yang diamati berbeda berdasarkan bagaimana galaksi menyudut garis pandang kita. Kami melihat yang paling terang hampir menghadap ke atas, tetapi seiring meningkatnya sudut, cincin gas dan debu di sekitarnya menyerap semakin banyak emisi lubang hitam.

Para astronom berasumsi bahwa ada banyak galaksi aktif yang berorientasi pada kita, tetapi mereka tidak dapat dideteksi karena piringan gas melemahkan emisi terlalu kuat.

“Galaksi aktif yang sangat tidak jelas ini sangat redup dan sulit ditemukan. Dari sampel dari 199 sumber, kami hanya mendeteksi sembilan dari mereka, ”kata Davide Burlon, penulis utama studi ini dan seorang mahasiswa pascasarjana di Institut Max Planck untuk Fisika Extraterrestrial di Munich.

"Tetapi bahkan BAT Swift pun kesulitan menemukan sumber-sumber yang sangat diserap ini, dan kami tahu bahwa survei itu menghitungnya lebih rendah," Burlon menjelaskan. "Ketika kami memperhitungkan ini, kami menemukan bahwa galaksi aktif yang terselubung ini sangat banyak, membentuk sekitar 20 hingga 30 persen dari totalnya."

"Dengan Swift kami sekarang telah menghitung dengan tepat berapa banyak galaksi aktif yang ada di sekitar kita - sungguh, di halaman belakang kami," kata Marco Ajello di Laboratorium Akselerator Nasional SLAC, Menlo Park, California. "Jumlahnya besar, dan itu setuju dengan model yang mengatakan mereka bertanggung jawab atas sebagian besar latar belakang X-ray. " Jika jumlahnya tetap konsisten pada jarak yang lebih jauh, ketika alam semesta jauh lebih muda, maka ada cukup lubang hitam supermasif untuk menjelaskan latar belakang sinar-X kosmik.

Tim kemudian menggabungkan data Swift BAT dengan pengamatan yang diarsipkan dari X-Ray Telescope dalam upaya untuk mempelajari bagaimana intensitas emisi galaksi berubah pada energi sinar-X yang berbeda.

"Ini adalah pertama kalinya kami bisa menyelidiki spektrum rata-rata galaksi aktif yang sangat terserap," kata Ajello. "Galaksi-galaksi ini bertanggung jawab atas bentuk latar belakang sinar-X kosmik - mereka menciptakan puncak energinya."

Semua ini konsisten dengan gagasan bahwa latar belakang sinar-X kosmik adalah hasil dari emisi dari lubang hitam supermasif yang tersembunyi yang aktif ketika alam semesta berusia 7 miliar tahun, atau sekitar setengah dari usia saat ini.

Swift, diluncurkan pada November 2004, dikelola oleh Goddard. Itu dibangun dan dioperasikan bekerja sama dengan Penn State, Laboratorium Nasional Los Alamos di New Mexico, dan General Dynamics in Falls Church, Va .; Laboratorium Ilmu Antariksa Universitas Leicester dan Mullard di Inggris; Observatorium Brera dan Badan Antariksa Italia di Italia; ditambah mitra tambahan di Jerman dan Jepang.

Pin
Send
Share
Send