Quasar adalah beberapa objek paling terang di Semesta. Yang paling terang sangat bercahaya sampai-sampai melebihi satu triliun bintang. Tapi kenapa? Dan apa yang diceritakan oleh kecerahan mereka tentang galaksi yang menampung mereka?
Untuk mencoba menjawab pertanyaan itu, sekelompok astronom mengamati 28 quasar paling terang dan terdekat. Tetapi untuk memahami pekerjaan mereka, kita harus mundur sedikit, dimulai dengan lubang hitam supermasif.
Lubang hitam supermasif (SMBH) adalah lubang hitam dengan lebih dari satu juta massa matahari. Mereka bisa jauh lebih besar dari itu juga; hingga miliaran massa matahari. Salah satu entitas ini berada di pusat sebagian besar galaksi, tidak termasuk galaksi kerdil dan sejenisnya.
Mereka adalah hasil dari kehancuran gravitasi bintang masif, dan mereka menempati sebagian besar ruang yang darinya tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat lolos.
Bima Sakti memiliki salah satu SMBH ini. Itu disebut Sagitarius A-star (Sgr A *) dan sekitar 2,6 juta massa matahari. Tapi Sgr A * agak tenang untuk SMBH. SMBH lainnya jauh lebih aktif, dan mereka disebut nukleus galaksi aktif (AGN.)
Dalam AGN, lubang hitam secara aktif bertambah materi, membentuk torus gas yang memanas. Ketika itu terjadi, gas itu memancarkan radiasi elektromagnetik, yang bisa kita lihat. AGN dapat memancarkan radiasi di seluruh spektrum elektromagnetik.
Ada sub-kelas AGN, dan studi baru difokuskan pada salah satu sub-kelas yang disebut quasar. Quasar adalah jenis AGN yang paling kuat, dan mereka bisa bersinar dengan cahaya satu triliun Matahari. Tetapi beberapa quasar ini tersembunyi di balik torus mereka sendiri, yang menghalangi pandangan kami. Dalam studi tentang quasar, yang ini diabaikan atau dihilangkan, karena sulit dilihat.
Tapi itu menciptakan masalah, karena mengabaikan mereka dari populasi quasar berarti kita mungkin kehilangan sesuatu. Ini juga berarti bahwa salah satu pertanyaan utama seputar quasar mungkin tidak ditangani dengan benar.
Pertanyaannya benar-benar multi-cabang: apakah AGN yang sangat terang ini didukung oleh akresi sedang ke lubang hitam yang sangat besar? Atau mereka didukung oleh akresi ekstrem ke lubang hitam massa yang lebih moderat? Atau mungkin sesuatu yang lain sedang terjadi. Apakah mereka ditenagai oleh galaksi inang yang beralih dari galaksi pembentuk bintang menjadi sesuatu yang lebih tenang seperti galaksi elips? Dengan mengabaikan atau menghilangkan quasar yang sulit dilihat, itu membuat sulit menemukan jawaban.
Tim astronom melihat 28 AGN yang berada di dekatnya dan di antara yang paling terang. Sebagian besar dari mereka berada di galaksi elips. Satu-satunya kriteria untuk memilih mereka adalah aktivitas intens dalam nukleus mereka. Rentang emisi radio mereka mencapai puluhan ribu, dan massa mereka juga mencakup rentang yang luas. Para astronom ingin mengetahui apakah AGN yang terang ini memiliki kualitas khas lain yang akan membedakan mereka dari luminositas rendah yang mengaburkan AGN.
Apa yang Mereka Temukan?
Mereka adalah beberapa hasil yang menarik dan mengejutkan dalam penelitian ini. Beberapa hasil tampaknya setuju dengan penelitian lain, sementara beberapa bertentangan.
- Tim tidak memiliki gambar untuk semua galaksi inang dalam penelitian mereka, tetapi yang mereka miliki memiliki gambar untuk semua galaksi elips, atau setidaknya morfologi yang didominasi oleh tonjolan. Itu kontras dengan penelitian lain dari quasar luminositas rendah, dan juga dengan harapan bahwa setidaknya beberapa dari 28 galaksi inang akan berbentuk spiral.
- Galaksi tuan rumah memiliki rentang massa yang cukup luas, dengan konsentrasi massa yang relatif tinggi. Massa yang lebih tinggi ini, dan luminositas tinggi, bertepatan dengan transformasi galaksi pembentuk bintang yang aktif menjadi galaksi spheroid yang lebih diam.
- Ada keragaman besar dalam emisi radio di 28 AGN yang dipilih, yang berarti tidak ada "karakteristik yang jelas dan kuat untuk jenis sumber kami," seperti yang mereka katakan dalam kesimpulan mereka.
- Kisaran luminositas sinar-X dan massa lubang hitam tidak dapat menjelaskan rentang luminositas gelombang radio yang luas.
- Sumber yang paling terang dan tidak jelas dalam sampel tidak didukung oleh lubang hitam bermassa rendah dengan tingkat akresi yang tinggi, atau oleh lubang hitam massa besar dengan tingkat akresi yang lebih rendah.
Dalam kesimpulan makalah mereka, penulis merangkum temuan mereka, dan tampaknya untuk saat ini, setidaknya, tidak ada penjelasan yang jelas untuk quasar paling bercahaya yang bersinar dengan cahaya satu triliun bintang.
“Kami menemukan bahwa, sebagai sebuah kelompok, sampel kami dari beberapa AGN yang paling terang di BASS / DR1 tidak menunjukkan sifat khusus apa pun sehubungan dengan massa lubang hitam, rasio Eddington, dan / atau massa bintang galaksi inangnya. ”
Mereka juga menunjukkan bahwa galaksi inang sebagian besar semuanya elips, temuan yang mengejutkan. Jika temuan ini dapat dikuatkan oleh peneliti lain, "... mungkin memberikan beberapa bukti tidak langsung untuk mendukung gagasan populer bahwa zaman pertumbuhan SMBH yang intens terkait dengan transformasi galaksi dari cakram (pembentuk bintang) menjadi cakram (padam) menjadi elips (padam). yaitu, melalui merger besar). "
Ada 21 peneliti di balik studi ini, di lembaga-lembaga termasuk Pusat Astrofisika Harvard dan Smithsonian, Universitas Tel-Aviv, Universitas Kyoto, JPL, Observatorium Angkatan Laut, ESO, dan banyak lainnya. Data untuk studi mereka berasal dari survei Swift / BAT all-sky 70 bulan, dan dengan pengamatan menggunakan Keck, VLT, dan observatorium Palomar. Penelitian ini berjudul "Survei Spektroskopi BAT AGN - XIII. Sifat AGN yang paling terang dikaburkan di alam semesta pergeseran merah yang rendah. ” Itu diterbitkan dalam Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society.
Lebih:
- Siaran Pers: Sifat Inti Galaksi Aktif yang Tersembunyi
- Makalah Penelitian: Survei Spektroskopi BAT AGN - XIII. Sifat AGN yang paling bercahaya mengaburkan di alam semesta pergeseran merah yang rendah
- Space Magazine: Bagaimana Black Holes Dapat Bersinar?
