Para astronom mendeteksi warna yang sangat merah

Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:

fakta diverifikasi

sumber terpercaya

membenarkan

OKE! Kredit: Domain Publik CC0

× tutup

Kredit: Domain Publik CC0

Sekelompok astronom yang dipimpin oleh Dr. Lukas Furtak dan Profesor Adi Zitrin dari Universitas Ben-Gurion di Negev, menganalisis gambar dari James Webb Space Telescope (JWST), menemukan lubang hitam supermasif yang sangat merah dengan pelensaan gravitasi di alam semesta awal. . Warnanya menunjukkan bahwa lubang hitam terletak di balik tabir debu tebal yang mengaburkan sebagian besar cahayanya. Tim mampu mengukur massa lubang hitam dan menemukan bahwa lubang hitam tersebut jauh lebih masif dibandingkan galaksi induknya dibandingkan dengan yang diamati pada contoh lokal.

Temuan ini dipublikasikan di Nature.

Diluncurkan dua tahun lalu, JWST merevolusi pandangan kita tentang pembentukan galaksi awal. Hal ini menyebabkan terdeteksinya galaksi-galaksi awal dengan kelimpahan dan kecerahan yang lebih besar dari perkiraan sebelumnya, dan mengungkap beberapa jenis objek baru.

Sebuah tim astronom mendeteksi objek yang tampak seperti lenticular, mirip quasar dari alam semesta awal dalam gambar JWST. Quasar adalah inti galaksi aktif yang terang: lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang secara aktif mengumpulkan materi.

Akresi material ke dalam lubang hitam memancarkan radiasi dalam jumlah besar yang melebihi galaksi induknya, sehingga menghasilkan penampakan seperti bintang yang kompak dan terang. Gambar JWST yang digunakan Furtak dan Zitrin untuk mengidentifikasi objek tersebut diambil untuk program UNCOVER, yang mencitrakan bidang gugus galaksi Abell 2744 pada kedalaman yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Karena gugus tersebut mengandung sejumlah besar materi, ia membengkokkan ruang-waktu—atau jalur sinar cahaya yang bergerak di dekatnya—sehingga secara efektif menciptakan lensa gravitasi. Pelensaan gravitasi memperbesar galaksi-galaksi di belakangnya, sehingga memungkinkan para astronom mengamati galaksi-galaksi yang lebih jauh dari yang mungkin dilakukan.

“Kami sangat gembira ketika JWST mulai mengirimkan kembali data pertamanya. Kami memindai data yang diterima untuk program UNCOVER, dan tiga objek sangat kompak namun berbunga merah terlihat menonjol dan menarik perhatian kami,” kata Dr. Lukas Furtak, seorang postdoc . peneliti di BGU dan penulis utama makalah penemuan. Penampakan ‘titik merah’ mereka langsung membuat kami curiga bahwa itu adalah objek mirip quasar.

Furtak dan kelompok UNCOVER mulai menyelidiki objek tersebut. “Kami menggunakan model pelensaan numerik yang kami buat untuk gugus galaksi guna menentukan bahwa tiga titik merah tersebut pasti merupakan beberapa gambar dari sumber latar belakang yang sama dengan yang kami lihat ketika alam semesta baru berusia sekitar 700 juta tahun,” kata Profesor Zitrin. , seorang astronom dari BGU dan salah satu penulis utama artikel penemuan.

“Analisis warna objek tersebut menunjukkan bahwa objek tersebut bukanlah galaksi pembentuk bintang pada umumnya. Hal ini semakin mendukung hipotesis adanya lubang hitam supermasif,” kata Profesor Rachel Bezanson dari Universitas Pittsburgh dan salah satu direktur program UNCOVER. “Bersama dengan ukurannya yang kompak, hal ini terbukti kemungkinan merupakan lubang hitam supermasif, meskipun masih berbeda dari quasar lain yang ditemukan pada masa-masa awal,” tambah Profesor Bezanson. Penemuan objek unik berwarna merah dan kompak ini dipublikasikan tahun lalu di Astrophysical Journal. Tapi itu hanyalah awal dari cerita.

Tim kemudian memperoleh data JWST/NIRSpec dari tiga gambar “titik merah” dan menganalisis datanya. “Spektrumnya benar-benar menakjubkan,” kata Profesor Ivo Labbé dari Swinburne University of Technology dan salah satu pemimpin program UNCOVER. “Dengan menggabungkan sinyal dari tiga gambar bersama dengan perbesaran lensa, spektrum yang dihasilkan setara. pengamatan JWST hingga ~1700 jam terhadap objek tanpa lensa, menjadikannya spektrum terdalam yang diperoleh JWST untuk objek tunggal di alam semesta awal.”

Informasi lebih lanjut:
Lukas J. Furtak dkk, Rasio massa lubang hitam terhadap inang yang tinggi dalam AGN lentikular di alam semesta awal, Alam (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07184-8