Gambar VLBA dari quasar 3C 273, dengan jet panjangnya meledak. Kredit gambar: NRAO. Klik untuk memperbesar.
Ketika sepasang peneliti mengarahkan teleskop radio Very Long Baseline Array (VLBA) dari National Science Foundation ke arah quasar yang terkenal, mereka mencari bukti untuk mendukung teori populer mengapa jet partikel superfast yang mengalir dari quasar terbatas pada aliran sempit. Sebaliknya, mereka mendapat kejutan bahwa "dapat mengirim para ahli teori kembali ke papan gambar," menurut salah satu astronom.
"Kami memang menemukan bukti yang kami cari, tetapi kami juga menemukan sepotong bukti tambahan yang tampaknya bertentangan dengan itu," kata Robert Zavala, seorang astronom di stasiun Flagstaff, Arizona, Observatorium Naval A.S. Zavala dan Greg Taylor, dari National Astronomy Observatory Radio dan Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology, mempresentasikan temuan mereka pada pertemuan American Astronomical Society di Minneapolis, Minnesota.
Quasar umumnya dianggap sebagai lubang hitam supermasif di inti galaksi, lubang hitam dikelilingi oleh piringan berputar dari bahan yang ditarik secara tak terhindarkan ke dalam lubang gravitasi lubang hitam. Melalui proses yang masih belum dipahami dengan baik, semburan partikel yang kuat didorong keluar dengan kecepatan hampir seperti cahaya. Model teoretis yang populer mengatakan bahwa garis medan magnet pada cakram pemintalan dipelintir bersama dan membatasi partikel yang bergerak cepat ke dalam “jet” sempit yang mengalir dari kutub disk.
Pada tahun 1993, astrofisikawan Universitas Stanford dan Kavli Institute Roger Blandford menyarankan bahwa medan magnet yang bengkok seperti itu akan menghasilkan pola yang berbeda dalam penyelarasan, atau polarisasi, gelombang radio yang berasal dari jet. Zavala dan Taylor menggunakan VLBA, yang mampu menghasilkan gambar paling rinci dari setiap teleskop dalam astronomi, untuk mencari bukti pola yang diprediksi Blandford dalam quasar terkenal yang disebut 3C 273.
“Kami melihat persis apa yang diprediksi Blandford, mendukung gagasan medan magnet bengkok. Namun, kami juga melihat pola lain yang tidak dijelaskan oleh bidang seperti itu, ”kata Zavala.
Dalam istilah teknis, medan magnet bengkok harus menyebabkan perubahan yang stabil, atau gradien, dalam jumlah yang olehnya penyelarasan (polarisasi) gelombang radio diputar ketika seseorang melihat melintasi lebar jet. Gradien itu muncul dalam pengamatan VLBA. Namun, dengan medan magnet bengkok, persentase gelombang yang sama selaras, atau terpolarisasi, harus paling besar di pusat jet dan berkurang terus ke tepi. Sebaliknya, pengamatan menunjukkan persentase peningkatan polarisasi ke arah tepi.
Itu berarti, kata para astronom, ada yang salah dengan model medan magnet bengkok atau efeknya tersapu oleh interaksi antara jet dan medium antarbintang yang sedang dibor. "Bagaimanapun, para ahli teori harus bekerja untuk mencari tahu bagaimana ini bisa terjadi," kata Zavala.
Ketika diberitahu tentang hasil baru, Blandford mengatakan, "pengamatan ini cukup baik untuk menjamin pengembangan teori lebih lanjut."
3C 273 adalah salah satu quasar paling terkenal di bidang astronomi, dan merupakan yang pertama yang diakui sebagai objek yang sangat jauh pada tahun 1963. Astronom Caltech Maarten Schmidt sedang mengerjakan sebuah artikel ilmiah singkat tentang 3C273 pada sore hari tanggal 5 Februari tahun ketika ia tiba-tiba mengenali pola dalam spektrum cahaya tampak objek yang memungkinkan penghitungan langsung jaraknya. Dia kemudian menulis bahwa "Saya terpana dengan perkembangan ini ..." Hanya beberapa menit kemudian, dia berkata, dia bertemu dengan rekannya Jesse Greenstein, yang sedang mempelajari quasar lain, di lorong. Dalam beberapa menit lagi, mereka menemukan bahwa yang kedua juga cukup jauh. 3C 273 berjarak sekitar dua miliar tahun cahaya dari Bumi di rasi Virgo, dan terlihat dalam teleskop amatir berukuran sedang.
VLBA adalah sistem sepuluh antena radio-teleskop, masing-masing dengan piringan berdiameter 25 meter (82 kaki) dan berat 240 ton. Dari Mauna Kea di Pulau Besar Hawaii hingga St. Croix di Kepulauan Virgin AS, VLBA menjangkau lebih dari 5.000 mil, memberikan astronom visi paling tajam dari teleskop apa pun di Bumi atau di luar angkasa. Didedikasikan pada tahun 1993, VLBA memiliki kemampuan untuk melihat detail halus yang setara dengan mampu berdiri di New York dan membaca surat kabar di Los Angeles.
“Visi radio VLBA yang sangat tajam sangat diperlukan untuk melakukan pekerjaan ini,” Zavala menjelaskan. "Kami menggunakan frekuensi radio tertinggi di mana kami dapat mendeteksi jet 3C273 untuk memaksimalkan detail yang bisa kami dapatkan, dan upaya ini terbayar dengan ilmu pengetahuan yang hebat," tambahnya.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah fasilitas dari National Science Foundation, yang dioperasikan berdasarkan perjanjian kerja sama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asli: Siaran Berita NRAO
