Lubang hitam besar yang berada di pusat galaksi bisa jadi binatang buas yang lapar. Tapi apa yang memaksa gas dan debu itu beberapa tahun cahaya terakhir ke dalam lubang lubang hitam supermasif ini?
Telah berteori bahwa merger antara galaksi mengganggu gas dan debu di galaksi, dan memaksa masalah itu ke lingkungan terdekat dari lubang hitam. Begitulah, hingga penelitian terbaru terhadap 140 galaksi yang menampung Active Galactic Nuclei (AGN) - nama lain untuk lubang hitam aktif di pusat galaksi - memberikan bukti kuat bahwa banyak galaksi yang mengandung AGN ini tidak menunjukkan tanda-tanda penggabungan masa lalu.
Studi ini dilakukan oleh tim astronom internasional. Mauricio Cisternas dari Institut Max Planck untuk Astronomi dan timnya menggunakan data dari 140 galaksi yang dicitrakan oleh observatorium sinar-X XMM-Newton. Galaksi-galaksi yang mereka sampel memiliki pergeseran merah antara z = 0,3 - 1, yang berarti bahwa mereka berada antara sekitar 4 dan 8 miliar tahun cahaya (dan dengan demikian, cahaya yang kita lihat dari mereka berusia sekitar 4-8 miliar tahun).
Mereka tidak hanya melihat gambar galaksi yang dimaksud; bias menuju klasifikasi galaksi-galaksi yang menunjukkan nukleus aktif lebih terdistorsi dari merger mungkin merayap masuk. Sebaliknya, mereka menciptakan "kelompok kontrol" galaksi, menggunakan gambar galaksi tidak aktif dari pergeseran merah yang sama dengan galaksi tuan rumah AGN. Mereka mengambil gambar dari Cosmic Evolution Survey (COSMOS), survei wilayah besar langit dalam berbagai panjang gelombang cahaya. Karena galaksi-galaksi ini berasal dari pergeseran merah yang sama dengan yang ingin mereka pelajari, mereka menunjukkan tahap yang sama dalam evolusi galaksi. Secara keseluruhan, mereka memiliki 1.264 galaksi dalam sampel perbandingan mereka.
Cara mereka mendesain penelitian melibatkan prinsip ilmu yang biasanya tidak digunakan dalam bidang astronomi: studi buta. Cisternas dan timnya memiliki 9 galaksi pembanding - yang tidak mengandung AGN - dengan pergeseran merah yang sama untuk masing-masing 140 galaksi mereka yang menunjukkan tanda-tanda memiliki inti aktif.
Apa yang mereka lakukan selanjutnya adalah menghilangkan tanda-tanda nukleus aktif terang dalam gambar. Ini berarti bahwa galaksi dalam sampel mereka dari 140 galaksi dengan AGN pada dasarnya muncul bahkan mata yang terlatih sebagai galaksi tanpa tanda-tanda AGN. Mereka kemudian menyerahkan galaksi kontrol dan gambar AGN yang diubah kepada sepuluh astronom yang berbeda, dan meminta mereka untuk mengklasifikasikan mereka semua sebagai "terdistorsi", "cukup terdistorsi", atau "tidak terdistorsi".
Karena ukuran sampel mereka cukup mudah dikelola, dan distorsi di banyak galaksi akan terlalu halus untuk dikenali oleh komputer, otak manusia yang mencari pola adalah alat analisis gambar pilihan mereka. Ini mungkin terdengar asing - sesuatu yang serupa sedang dilakukan dengan kesuksesan luar biasa dengan orang-orang yang merupakan pengklasifikasi galaksi amatir di Galaxy Zoo.
Ketika sebuah galaksi bergabung dengan galaksi lain, merger tersebut mendistorsi bentuknya dengan cara-cara yang dapat dikenali - ia akan membelokkan galaksi elips yang biasanya mulus keluar dari bentuk, dan jika galaksi berbentuk spiral, lengan-lengan tampaknya sedikit "tidak terikat". Jika itu adalah kasus galaksi merger yang paling mungkin menjadi penyebab AGN, maka galaksi-galaksi dengan inti aktif akan lebih mungkin untuk menunjukkan distorsi dari merger masa lalu ini.
Tim melewati proses membutakan studi ini untuk menghilangkan bias yang dimiliki orang-orang yang melihat gambar terhadap mengklasifikasikan AGN sebagai lebih terdistorsi. Dengan memiliki ukuran sampel galaksi yang cukup besar dan menghilangkan bias saat menganalisis gambar, mereka berharap untuk secara definitif menunjukkan apakah ada korelasi antara AGN dan merger.
Hasil? Galaksi-galaksi dengan Nucleus Galactic Aktif tidak menunjukkan distorsi secara keseluruhan daripada galaksi-galaksi dalam sampel perbandingan. Seperti yang dinyatakan penulis dalam makalah, “Penggabungan dan interaksi yang melibatkan host AGN tidak dominan, dan terjadi tidak lebih sering daripada galaksi tidak aktif.”
Ini berarti bahwa astronom tidak dapat menunjuk ke arah merger galaksi sebagai alasan utama AGN. Studi ini menunjukkan bahwa setidaknya 75% dari penciptaan AGN - setidaknya antara 4-8 miliar tahun terakhir - harus berasal dari sumber selain merger galaksi. Kemungkinan kandidat untuk sumber-sumber ini termasuk: "pelecehan galaksi", galaksi-galaksi yang tidak bertabrakan, tetapi cukup dekat untuk saling mempengaruhi secara gravitasi; ketidakstabilan bilah pusat di galaksi; atau tabrakan awan molekul raksasa di dalam galaksi.
Mengetahui bahwa AGN tidak disebabkan sebagian besar oleh merger galaksi akan membantu para astronom untuk lebih memahami pembentukan dan evolusi galaksi. Inti aktif dalam galaksi yang menampungnya sangat memengaruhi pembentukan galaksi. Proses ini disebut 'umpan balik AGN', dan mekanisme dan efek yang dihasilkan dari interaksi antara energi yang mengalir keluar dari AGN dan materi di sekitarnya di pusat galaksi masih menjadi topik hangat studi dalam astronomi.
Penggabungan di masa lalu yang lebih jauh dari 8 miliar tahun mungkin belum berkorelasi dengan AGN - studi ini hanya mengesampingkan populasi tertentu dari galaksi ini - dan ini adalah pertanyaan yang tim rencanakan untuk ambil selanjutnya, sambil menunggu survei oleh Hubble Space Telescope dan James Webb Space Telescope. Studi mereka akan diterbitkan dalam edisi 10 Januari dari Astrophysical Journal, dan versi pra-cetak tersedia di Arxiv.
Sumber: siaran pers HST, Institut Max Planck untuk Astronomi, makalah Arxiv
