Render artis ini menunjukkan galaksi yang dibersihkan dari gas antarbintang, blok bangunan bintang baru. Pengamatan X-ray oleh Suzaku telah mengidentifikasi angin yang berasal dari akresi disk lubang hitam (inset) yang pada akhirnya mendorong arus keluar tersebut.
Di pusat hampir semua galaksi bersemayam lubang hitam supermasif yang massanya jutaan hingga miliaran kali massa matahari. Banyak yang relatif tenang, seperti yang bersemayam di pusat Bima Sakti. Namun, yang lain, yang dikenal sebagai inti galaksi aktif, lahap memakan materi di lingkungan mereka, berpotensi menciptakan angin lubang hitam.
"Ketika mereka melakukan itu, materi-materi ini juga dihancurkan dan diperas dalam semacam pusaran yang astrofisikawan sebut sebagai disk akresi," kata penulis utama studi Francesco Tombesi, astrofisikawan di NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, dan di Universitas Maryland, College Park. "Gesekan di disk menyebabkan materi-materi memanas hingga mencapai suhu yang sangat tinggi dan sangat bercahaya, hingga lebih dari satu triliun kali luminositas matahari. Tekanan dari radiasi ini kemudian dapat menjadi sangat tinggi sehingga secara efektif dapat mendorong materi keluar dan inilah yang disebut "angin lubang hitam".
Penelitian sebelumnya menyarankan ada hubungan erat antara ukuran inti galaksi aktif dan ukuran galaksi tempat mereka tinggal. Para ilmuwan telah menduga bahwa inti galaksi aktif bisa mendorong angin raksasa dari gas dan debu ke seluruh bagian galaksi dan meniup materi pembentukan bintang dan mempengaruhi evolusi galaksi lubang hitam '.
Sekarang para peneliti memiliki bukti pengamatan pertama yang menyatakan bahwa lubang hitam supermasif dapat mentenagai aliran superbesar ini.
"Apa yang saya temukan paling menarik tentang hasil ini adalah bahwa akhirnya kita memiliki bukti yang jelas bahwa lubang hitam supermasif di pusat galaksi memang begitu kuat sehingga mereka dapat mempengaruhi seluruh galaksi," kata Tombesi kepada Space.com. "Implikasi yang paling penting adalah bahwa teori-teori kita tentang bagaimana lubang hitam supermasif dan galaksi terbentuk, tumbuh dan berkembang harus mempertimbangkan keduanya."
Sebuah gambar filter-merah dari IRAS F11119 + 3257 (inset) dari teleskop 2,2 meter University of Hawaii yang menunjukkan fitur samar yang mungkin adalah puing-puing tidal, tanda merger galaksi. Latar Belakang: Sebuah pandangan yang lebih luas dari wilayah tersebut dari Sloan Digital Sky Survey.
Para ilmuwan meneliti lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang dikenal sebagai IRAS F11119 + 3257, yaitu sekitar 2,6 miliar tahun cahaya dari Bumi. Penelitian sebelumnya memperkirakan lubang hitam adalah sekitar 16 juta kali massa matahari.
Para peneliti menganalisis galaksi ini dengan data yang dikumpulkan pada tahun 2013 dari satelit astronomi Suzaku X-ray, perusahaan patungan dari NASA dan badan antariksa Jepang, JAXA. Mereka menemukan angin dari inti galaksi yang mulai bepergian di sekitar 30 persen kecepatan cahaya, atau sekitar 323 juta km/jam. Para ilmuwan memperkirakan jumlah raksasa gas sama dengan sekitar 1,5 kali massa matahari mengalir dalam angin per tahun.
Dengan menggunakan data inframerah dari Badan Antariksa Eropa Herschel Space Observatory, para peneliti melihat bahwa seiring angin lubang hitam mengalir keluar, hampir 1.000 tahun cahaya, kecepatannya melambat menjadi sekitar 3,6 juta km/jam. Pada saat yang sama, angin menyapu tambahan gas sekitar 800 matahari per tahun dan mendorong material ini menjauh dari pusat galaksi.
Para astronom sebelumnya telah mendeteksi angin yang sangat dekat dengan lubang hitam dengan menggunakan teleskop X-ray dan juga telah melihat aliran keluar (outflow) yang jauh lebih besar dari gas melalui pengamatan inframerah. Tapi ini adalah pertama kalinya para ilmuwan telah mendeteksi keduanya dalam galaksi yang sama.
"Galaksi-galaksi lain terlalu lemah dalam sinar-X inframerah atau ada terlalu banyak gas dan debu menghalangi pandangan kita ke daerah pusat," kata Tombesi.
Sebelum studi telah disarankan kemungkinan lain penyebab aliran raksasa ini adalah energi dari pembentukan bintang dekat pusat galaksi. Namun, penelitian baru ini berpendapat kecerahan inti galaksi aktif IRAS F11119 + 3257, bertanggung jawab untuk sekitar 80 persen dari radiasi keseluruhan galaksi, berarti bahwa pembentukan bintang saja tidak bisa menjelaskan semua radiasi ini. Hasil ini menyebabkan para ilmuwan untuk menyimpulkan bahwa angin lubang hitam lah yang bertanggung jawab.
Dengan mendeteksi aliran material dari satu lubang hitam supermasif dari yang terkecil sampai yang terbesar, maka akan membantu memberikan pandangan lengkap tentang bagaimana angin tersebut dapat melucuti gas pembentuk bintang-bintang di galaksi.
"Lubang hitam supermasif mengisap gas antarbintang, tetapi pada saat yang sama mempengaruhi sejarah pembentukan bintang di galaksi dengan angin yang kuat," kata Tombesi. "Astrofisikawan menggambarkan proses ini sebagai umpan balik antara lubang hitam supermasif pusat dan galaksinya, yang pada rentang waktu yang sangat panjang mengatur co-evolusi mereka."
Para peneliti sejauh ini melihat fenomena ini hanya dalam satu galaksi ini. Namun, sekarang mereka memiliki ide yang lebih baik mengenai apa yang mereka cari, mereka mengatakan mereka akan dapat menemukan calon galaksi lainnya untuk mereka teliti di masa depan.
Pada awal 2016, JAXA dan NASA akan meluncurkan ASTRO-H, satelit pengganti Suzaku, dan instrumen yang dibawanya akan memungkinkan untuk mempelajari lebih banyak galaksi seperti IRA F11119 + 3257 secara lebih rinci.
"Ini bukan galaksi-galaksi normal seperti galaksi spiral atau galaksi elips. Mereka seperti bangkai kereta api setelah mengalami tabrakan" kata rekan penulis studi Sylvain Veilleux, di University of Maryland, College Park. "Dua galaksi bertabrakan satu sama lain, dan sekarang menjadi satu objek. Galaksi seperti ini menyediakan semua materi untuk memberi makan lubang hitam supermasif yang kemudian menyemburkannya keluar galaksi dalam skala besar."
Animasi ini menggambarkan bagaimana feedback lubang hitam bekerja di quasar. Gas dan debu padat di tengah memberi 'bahan bakar' pada lubang hitam dan sekaligus menghalanginya dari pandangan. Angin lubang hitam mendorong arus keluar besar-besaran gas dingin dan gelombang kejut yang membersihkan gas dan debu dari pusat galaksi.
Baca Juga:
