Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:
fakta diverifikasi
publikasi yang ditinjau oleh rekan sejawat
sumber terpercaya
membenarkan
OKE! Quasar raksasa dan titik merah kecil. NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST) Gambar NIRCam dari quasar bercahaya J1148+5251, sebuah lubang hitam supermasif aktif yang sangat langka dengan massa 10 miliar Matahari. Cahaya quasar, sumber mirip bintang oranye dengan enam puncak difraksi terang, dipancarkan 13 miliar tahun lalu. Keberadaan lubang hitam masif di alam semesta muda menimbulkan tantangan penting bagi teori pembentukan lubang hitam dan galaksi. Pada saat yang sama, gambar menangkap objek kecil berwarna merah runcing, yang disebut titik merah kecil. Beberapa objek seperti itu muncul di hampir setiap gambar dalam JWST. Seperti quasar J1148+5251, cahaya dari objek-objek ini (yang dalam kasus ini dipancarkan 12,5 miliar tahun lalu) juga ditenagai oleh lubang hitam supermasif. Namun, lubang hitam ini memiliki massa yang ratusan hingga seribu kali lebih kecil dan tertutup rapat oleh debu (sehingga tampak berwarna merah). Titik merah kecil tersebut mungkin mewakili galaksi yang berada dalam fase evolusi sebelum fase quasar cahaya, sehingga membantu peneliti memahami pembentukan dan peran lubang hitam supermasif di galaksi jauh. Ucapan Terima Kasih: NASA, ESA, CSA, J. Matthee (ISTA), R. Mackenzie (ETH Zurich), D. Kashino (Observatorium Nasional Jepang), S. Lilly (ETH Zurich)
× tutup
Quasar raksasa dan titik merah kecil. NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST) Gambar NIRCam dari quasar bercahaya J1148+5251, sebuah lubang hitam supermasif aktif yang sangat langka dengan massa 10 miliar Matahari. Cahaya quasar, sumber mirip bintang oranye dengan enam puncak difraksi terang, dipancarkan 13 miliar tahun lalu. Keberadaan lubang hitam masif di alam semesta muda menimbulkan tantangan penting bagi teori pembentukan lubang hitam dan galaksi. Pada saat yang sama, gambar menangkap objek kecil berwarna merah runcing, yang disebut titik merah kecil. Beberapa objek seperti itu muncul di hampir setiap gambar dalam JWST. Seperti quasar J1148+5251, cahaya dari objek-objek ini (yang dalam kasus ini dipancarkan 12,5 miliar tahun lalu) juga ditenagai oleh lubang hitam supermasif. Namun, lubang hitam ini memiliki massa yang ratusan hingga seribu kali lebih kecil dan tertutup rapat oleh debu (sehingga tampak berwarna merah). Titik merah kecil tersebut mungkin mewakili galaksi yang berada dalam fase evolusi sebelum fase quasar cahaya, sehingga membantu peneliti memahami pembentukan dan peran lubang hitam supermasif di galaksi jauh. Ucapan Terima Kasih: NASA, ESA, CSA, J. Matthee (ISTA), R. Mackenzie (ETH Zurich), D. Kashino (Observatorium Nasional Jepang), S. Lilly (ETH Zurich)
Teleskop Luar Angkasa James Webb telah membuat salah satu penemuan paling tak terduga di tahun pertama pengoperasiannya: Sejumlah besar titik merah kecil yang samar-samar di alam semesta jauh dapat mengubah cara kita memahami asal usul lubang hitam supermasif.
Penelitian yang dipimpin oleh Jorryt Matthee, asisten profesor astrofisika di Institut Sains dan Teknologi Austria (ISTA), kini dipublikasikan di The Astrophysical Journal.
Sekelompok titik merah kecil yang ditemukan di wilayah kecil langit malam kita bisa menjadi terobosan tak terduga bagi Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) selama tahun pertama beroperasi. Objek-objek ini adalah “mata” Teleskop Luar Angkasa Hubble yang lebih tua, yang tidak dapat dibedakan dari galaksi normal.
Meskipun tidak dikembangkan untuk tujuan khusus ini, JWST telah membantu kita menentukan bahwa titik-titik merah kecil yang samar – ditemukan jauh di masa lalu alam semesta – adalah versi kecil dari lubang hitam yang sangat masif. Objek khusus ini dapat mengubah cara kita berpikir tentang hal ini. asal muasal lubang hitam,” kata Matthee, asisten profesor di Institut Sains dan Teknologi Austria (ISTA) dan penulis utama studi tersebut.
“Temuan saat ini dapat membawa kita selangkah lebih dekat untuk menjawab salah satu dilema terbesar dalam astronomi: Menurut model saat ini, beberapa lubang hitam supermasif di alam semesta awal tumbuh ‘terlalu cepat’. Jadi, bagaimana mereka terbentuk?”
Poin luar angkasa yang tidak bisa kembali
Para ilmuwan telah lama menganggap lubang hitam sebagai keingintahuan matematis hingga keberadaannya menjadi semakin jelas. Lubang-lubang kosmik aneh yang tak berdasar ini bisa saja memiliki massa yang sangat kompak dan gravitasi yang kuat sehingga tidak ada yang bisa lepas dari tarikannya; mereka menyedot apa pun, termasuk debu kosmik, planet, dan bintang, serta membengkokkan ruang dan waktu di sekitarnya sehingga bahkan cahaya pun tidak dapat lepas.
Relativitas umum, yang diterbitkan oleh Albert Einstein lebih dari satu abad yang lalu, memperkirakan bahwa lubang hitam bisa memiliki massa berapa pun. Beberapa lubang hitam yang paling menarik adalah lubang hitam supermasif (SMBH), yang ukurannya bisa mencapai jutaan hingga miliaran kali massa Matahari. Para ahli astrofisika sepakat bahwa terdapat SMBH di pusat hampir setiap galaksi besar. Bukti bahwa Sagitarius A* adalah SMBH di pusat galaksi kita dengan massa lebih dari empat juta kali Matahari telah memenangkan Hadiah Nobel Fisika tahun 2020.
Terlalu besar untuk berada di sana
Namun, tidak semua SMBH diciptakan sama. Meskipun Sagitarius A* dapat dibandingkan dengan gunung berapi yang tidak aktif, beberapa SMBH tumbuh sangat cepat dengan menyerap materi dalam jumlah yang sangat besar. Mereka menjadi sangat terang sehingga bisa diamati hingga ke tepi alam semesta yang terus berkembang. SMBH ini disebut quasar dan merupakan salah satu objek paling terang di alam semesta.
“Salah satu masalah dengan quasar adalah beberapa di antaranya tampak terlalu masif, terlalu masif untuk usia alam semesta tempat quasar diamati. Kami menyebutnya ‘quasar bermasalah’,” kata Matthee.
“Mengingat quasar berasal dari ledakan bintang masif—dan kita mengetahui tingkat pertumbuhan maksimumnya berdasarkan hukum fisika umum, beberapa di antaranya terlihat tumbuh lebih cepat dari yang mungkin terjadi. Ini seperti melihat bintang berusia lima tahun. anak yang panjangnya dua meter. Ada yang tidak muat,” jelasnya.
Mungkinkah UKM tumbuh lebih cepat dari perkiraan kita? Ataukah bentuknya berbeda?
Versi kecil dari monster luar angkasa raksasa
Kini Matthee dan rekan-rekannya mengidentifikasi populasi objek yang tampak sebagai titik merah kecil pada gambar JWST. Mereka juga menunjukkan bahwa objek-objek ini adalah SMBH, tetapi tidak terlalu masif.
Hal penting dalam menentukan apakah objek ini adalah SMBH adalah deteksi garis emisi spektral Ha dengan profil garis lebar. Garis Hα adalah garis spektral di wilayah merah tua cahaya tampak yang dipancarkan ketika atom hidrogen dipanaskan. Lebar spektrumnya mengikuti pergerakan gas.
“Semakin luas dasar garis Hα, semakin tinggi kecepatan gasnya. Jadi spektrum ini memberi tahu kita bahwa kita sedang melihat awan gas yang sangat kecil yang bergerak sangat cepat dan mengorbit sesuatu yang sangat masif, seperti SMBH,” kata Matthee.
Namun, titik merah kecil bukanlah monster kosmik raksasa yang ditemukan di SMBH yang terlalu masif.
“Meskipun ‘quasar yang bermasalah’ berwarna biru, sangat terang dan mencapai miliaran kali massa Matahari, titik-titik merah kecil lebih mirip ‘baby quasar’. Massa mereka bervariasi antara sepuluh dan ratusan juta massa matahari. Warnanya juga terlihat merah karena berdebu. Debu mengaburkan lubang hitam dan mengubahnya menjadi merah,” kata Matthee.
Namun pada akhirnya, aliran gas dari lubang hitam menembus kepompong debu dan raksasa berevolusi dari titik-titik merah kecil ini. Oleh karena itu, astrofisikawan ISTA dan timnya berpendapat bahwa titik merah kecil adalah versi merah kecil dari SMBH biru raksasa dalam fase sebelum quasar bermasalah.
“Studi yang lebih rinci tentang versi kecil dari SMBH yang sangat masif akan memungkinkan kita untuk lebih memahami bagaimana quasar yang bermasalah terbentuk,” jelas Matthee.
Informasi lebih lanjut:
Titik Merah Kecil: Populasi Inti Galaksi Aktif Samar (AGN) vz ~ 5 yang Melimpah Terungkap oleh Survei EIGER dan FRESCO JWST, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad2345
Informasi dari buku harian:
Jurnal Astrofisika, Dunia Fisika
+ There are no comments
Add yours