Kredit gambar: ESO
Memenuhi impian lama para astronom, pengamatan dengan Very Large Telescope Interferometer (VLTI) di ESO Paranal Observatory (Chile) kini memungkinkan untuk memperoleh gambaran yang jelas tentang lingkungan sekitar lubang hitam di pusat galaksi aktif. . Hasil baru ini menyangkut galaksi spiral NGC 1068, yang terletak pada jarak sekitar 50 juta tahun cahaya.
Mereka menunjukkan konfigurasi debu yang relatif hangat (sekitar 50? C) berukuran 11 tahun cahaya dan tebal 7 tahun cahaya, dengan zona bagian dalam yang lebih panas (500 ° C), lebarnya sekitar 2 tahun cahaya.
Pengamatan pencitraan dan spektral ini mengkonfirmasi teori saat ini bahwa lubang hitam di pusat galaksi aktif terperangkap dalam struktur gas dan debu berbentuk donat tebal yang disebut "torus".
Untuk studi perintisan ini, yang pertama dari jenisnya objek ekstragalaktik dengan menggunakan interferometri inframerah garis panjang, sebuah tim astronom internasional [2] menggunakan instrumen MIDI baru di Laboratorium VLTI. Itu dirancang dan dibangun dalam kolaborasi antara lembaga penelitian Jerman, Belanda dan Perancis [3].
Menggabungkan cahaya dari dua Teleskop Unit VLT 8,2 m selama dua lintasan pengamatan pada bulan Juni dan November 2003, masing-masing, resolusi maksimum 0,013 arcsec dicapai, sesuai dengan sekitar 3 tahun cahaya pada jarak NGC 1068. Spektrum inframerah dari Diperoleh wilayah tengah galaksi ini yang menunjukkan bahwa debu yang dipanaskan kemungkinan merupakan komposisi alumino-silikat.
Hasil baru ini diterbitkan dalam makalah penelitian yang muncul dalam edisi 6 Mei 2004, jurnal penelitian internasional Nature.
NGC 1068 - galaksi aktif tipikal
Galaksi aktif adalah salah satu objek paling spektakuler di langit. Nukleus ringkasnya (AGN = Galaxy Aktif Nukleus) sangat bercahaya sehingga dapat mengungguli seluruh galaksi; "Quasar" merupakan kasus ekstrim dari fenomena ini. Objek kosmik ini menunjukkan banyak karakteristik pengamatan yang menarik di seluruh spektrum elektromagnetik, mulai dari emisi radio hingga sinar-X.
Sekarang ada banyak bukti bahwa pembangkit listrik utama dari kegiatan ini berasal dari lubang hitam supermasif dengan massa hingga ribuan juta kali massa Matahari kita, lih. mis., ESO PR 04/01. Yang ada di galaksi Bima Sakti hanya memiliki sekitar 3 juta massa matahari, lih. ESO PR 17/02. Lubang hitam itu diyakini diumpankan dari cakram gas dan debu yang melilit di sekitarnya. Bahan yang jatuh ke arah lubang hitam tersebut akan dikompresi dan dipanaskan hingga suhu yang luar biasa. Gas panas ini memancarkan sejumlah besar cahaya, menyebabkan inti galaksi aktif bersinar sangat terang.
NGC 1068 (juga dikenal sebagai Messier 77) adalah salah satu galaksi aktif paling terang dan terdekat. Terletak di konstelasi Cetus (Paus) pada jarak sekitar 50 juta tahun cahaya, sepertinya galaksi spiral yang agak normal. Inti dari galaksi ini sangat bercahaya, tidak hanya dalam hal optik, tetapi juga dalam sinar ultraviolet dan sinar-X. Sebuah lubang hitam dengan massa setara dengan sekitar 100 juta kali massa Matahari diperlukan untuk menjelaskan aktivitas nuklir di NGC 1068.
Pengamatan VLTI
Pada malam 14-16 Juni 2003, tim astronom Eropa [2] melakukan serangkaian pengamatan pertama untuk memverifikasi potensi ilmiah dari instrumen MIDI yang baru dipasang pada VLTI. Mereka juga mempelajari galaksi aktif NGC 1068. Sudah pada upaya pertama ini, adalah mungkin untuk melihat detail di dekat pusat objek ini, lih. ESO PR 17/03.
MIDI sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang dekat 10? M, yaitu di wilayah spektra-inframerah pertengahan ("termal inframerah"). Dengan jarak antara teleskop yang berkontribusi ("garis dasar") hingga 200 m, MIDI dapat mencapai resolusi sudut maksimum (ketajaman gambar) sekitar 0,01 arcsec. Sama pentingnya, dengan menggabungkan berkas cahaya dari dua Teleskop Unit VLT 8,2 m, MIDI sekarang memungkinkan, untuk pertama kalinya, untuk melakukan interferometri inframerah objek yang relatif redup di luar galaksi kita sendiri, Bima Sakti.
Dengan sensitivitasnya yang tinggi terhadap radiasi termal, MIDI cocok untuk mempelajari bahan di daerah yang sangat tertutup di dekat lubang hitam pusat dan dipanaskan oleh radiasi ultraviolet dan optiknya. Energi yang diserap oleh butiran debu kemudian dipancarkan kembali pada panjang gelombang yang lebih panjang di daerah spektral inframerah termal antara 5 dan 100? M.
Wilayah pusat di NGC 1068
Pengamatan interferometrik tambahan diamankan pada bulan November 2003 pada awal 42 m. Mengikuti analisis yang cermat terhadap semua data, resolusi spasial yang dicapai (ketajaman gambar) dan spektrum terperinci telah memungkinkan para astronom mempelajari struktur kawasan pusat NGC 1068.
Mereka mendeteksi keberadaan awan debu yang paling dalam, relatif “panas”, dipanaskan hingga sekitar 500? C dan dengan diameter yang sama dengan atau lebih kecil dari ketajaman gambar yang dicapai, yaitu sekitar 3 tahun cahaya. Itu dikelilingi oleh daerah yang lebih dingin dan berdebu, dengan suhu sekitar 50? C, berukuran 11 tahun cahaya dan tebal sekitar 7 tahun cahaya. Kemungkinan besar ini adalah pusat, awan berbentuk cakram yang diprediksi berputar di sekitar lubang hitam.
Ketebalan komparatif dari struktur yang diamati (ketebalannya ~ 65% dari diameter) memiliki relevansi khusus karena hanya dapat tetap stabil jika mengalami injeksi energi gerak ("kinetik") terus menerus. Namun, tidak ada model saat ini dari daerah pusat di galaksi aktif memberikan penjelasan yang meyakinkan tentang ini.
Spektrum MIDI, yang mencakup interval panjang gelombang dari 8 - 13,5? M, juga memberikan informasi tentang kemungkinan komposisi butiran debu. Konstituen yang paling mungkin adalah kalsium aluminium-silikat (Ca2Al2SiO7), spesies suhu tinggi yang juga ditemukan di atmosfer luar dari beberapa bintang super-raksasa. Namun, pengamatan pilot ini tidak dapat secara meyakinkan menyingkirkan jenis debu non-olivin lainnya.
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
