2 weeks ago
14
Tim astronom menggunakan Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) untuk menemukan ratusan lubang hitam bermassa menengah di pusat galaksi katai.( NOIRLab/NSF/AURA)
PARA astronom menemukan sejumlah lubang hitam yang sedang "makan" di pusat galaksi katai, galaksi kecil dan redup yang mengandung ribuan hingga beberapa miliar bintang tetapi hanya sedikit gas. Penemuan ini, yang dilakukan dengan menggunakan Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), mencakup beberapa lubang hitam bermassa menengah yang disebut sebagai "mata rantai yang hilang."
Ini merupakan sampel terbesar dari galaksi katai yang diketahui memiliki lubang hitam aktif serta koleksi terbesar lubang hitam bermassa menengah yang pernah ditemukan. Data ini dapat membantu para ilmuwan memahami lebih baik dinamika antara evolusi galaksi katai dan pertumbuhan lubang hitam, serta membangun model evolusi lubang hitam pertama di alam semesta.
Namun, masih ada misteri terkait sampel ini: Tim di balik penemuan ini terkejut karena data mereka tidak menunjukkan lebih banyak lubang hitam berukuran sedang.
"Ketika sebuah lubang hitam di pusat galaksi mulai 'makan,' ia melepaskan sejumlah besar energi ke sekitarnya, berubah menjadi apa yang kita sebut sebagai inti galaksi aktif," ujar pemimpin tim sekaligus peneliti dari University of Utah, Ragadeepika Pucha. "Aktivitas dramatis ini berfungsi sebagai suar, memungkinkan kita mengidentifikasi lubang hitam tersembunyi di galaksi kecil ini."
Beberapa Lubang Hitam Berukuran Sedang Adalah "Pemakan Besar"
Lubang hitam bermassa menengah menarik perhatian ilmuwan karena mereka tampaknya berada di celah massa yang luas antara lubang hitam bermassa bintang dan lubang hitam supermasif, yang massanya bisa mencapai jutaan atau bahkan miliaran kali massa Matahari.
Lubang hitam berukuran sedang ini diyakini sebagai sisa dari lubang hitam pertama yang terbentuk di alam semesta, bertindak sebagai "benih" bagi raksasa kosmik yang sekarang dikenal sebagai lubang hitam supermasif.
Oleh karena itu, lubang hitam bermassa menengah mungkin merupakan "mata rantai yang hilang" dalam proses pertumbuhan yang mengubah lubang hitam bermassa bintang menjadi lubang hitam supermasif. Namun, lubang hitam bermassa menengah ini sangat sulit ditemukan.
Lubang hitam supermasif diyakini berada di pusat semua galaksi besar. Ketika mereka aktif memakan gas dan debu, materi ini menjadi sangat terang sehingga para astronom menyebutnya sebagai "inti galaksi aktif" (AGN).
Yang masih belum jelas adalah apakah galaksi yang lebih kecil, seperti galaksi katai, juga memiliki lubang hitam supermasif di pusatnya. Seperti yang dijelaskan Pucha, lebih mudah menemukan lubang hitam dari segala ukuran ketika mereka sedang "makan."
DESI Ikut Memburu Lubang Hitam "Mata Rantai yang Hilang"
DESI, yang dipasang pada Teleskop Nicholas U. Mayall 4-meter di Observatorium Kitt Peak, sangat ideal untuk penelitian ini karena mampu menangkap cahaya dari 5.000 galaksi secara bersamaan.
Pucha dan rekan-rekannya menggunakan data yang dikumpulkan pada tahun pertama dari misi lima tahun DESI, yang mencakup cahaya dari 410.000 galaksi—sekitar 115.000 di antaranya adalah galaksi katai.
Dari data ini, tim dapat menyelidiki hubungan antara evolusi galaksi katai dan pertumbuhan lubang hitam di pusatnya.
Penelitian ini menghasilkan penemuan 2.500 kandidat galaksi katai yang memiliki AGN. Jumlah ini mewakili 2% dari total sampel, yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan penelitian serupa lainnya yang biasanya hanya sekitar 0,5%.
Tim juga menemukan sekitar 300 lubang hitam bermassa menengah. Hasil ini menunjukkan bahwa sejauh ini para ilmuwan telah melewatkan sejumlah besar lubang hitam bermassa rendah.
Sebelumnya, jumlah kandidat lubang hitam bermassa menengah yang ditemukan tidak lebih dari sekitar 150. Artinya, hasil penelitian DESI ini melipatgandakan jumlah lubang hitam "mata rantai yang hilang" yang diketahui.
Hasil ini mengindikasikan masih banyak lubang hitam bermassa rendah yang belum terdeteksi para ilmuwan.
Sebelum penelitian ini, para ilmuwan memperkirakan lubang hitam di galaksi katai akan berada dalam rentang massa lubang hitam bermassa menengah.
Menariknya, data ini menunjukkan hanya 70 kandidat lubang hitam bermassa menengah yang berhubungan dengan AGN galaksi katai.
Dengan menemukan kumpulan lubang hitam bermassa menengah terbesar hingga saat ini, DESI justru menimbulkan lebih banyak pertanyaan bagi para ilmuwan dibandingkan dengan jawaban yang diberikan. Untungnya, tim ini bersemangat untuk memecahkan teka-teki baru ini.
"Misalnya, apakah ada hubungan antara mekanisme pembentukan lubang hitam dan jenis galaksi tempat mereka berada?" kata Pucha. "Sejumlah besar kandidat baru yang kami temukan akan membantu kami menggali lebih dalam misteri ini, memperkaya pemahaman kita tentang lubang hitam dan perannya yang sangat penting dalam evolusi galaksi." (Space/Z-2)
