Kebiasaan Makan Lubang Hitam Supermasif Andromeda Diungkap oleh Spitzer NASA

NASAGambar dari Teleskop Luar Angkasa Spitzer ini menunjukkan aliran debu yang memakan objek supermasif lubang hitam di Andromeda, mengungkap bagaimana lubang hitam ini dapat terus menerus makan tanpa fluktuasi cahaya yang berarti. Penelitian terbaru yang menggunakan model komputer dan data arsip mendukung temuan ini.

Dalam gambar yang diambil dari Teleskop Luar Angkasa Spitzer milik NASA yang sudah pensiun, aliran debu sepanjang ribuan tahun cahaya mengalir menuju lubang hitam supermasif di jantung galaksi Andromeda. Ternyata aliran sungai ini bisa membantu menjelaskan bagaimana lubang hitam bermassa miliaran kali massa Matahari bisa memuaskan nafsu makannya yang besar, namun tetap menjadi pemakan yang “tenang”.

Saat lubang hitam supermasif melahap gas dan debu, material tersebut memanas sesaat sebelum jatuh ke dalamnya, menciptakan pertunjukan cahaya yang luar biasa — terkadang lebih terang daripada seluruh galaksi yang dipenuhi bintang. Ketika material dikonsumsi dalam gumpalan dengan ukuran berbeda, kecerahan lubang hitam berfluktuasi.

Namun, lubang hitam di pusat Bima Sakti (galaksi asal Bumi) dan Andromeda (salah satu tetangga galaksi terdekat kita) termasuk di antara lubang hitam paling tenang di alam semesta. Cahaya kecil yang mereka pancarkan tidak memiliki variasi kecerahan yang signifikan, menunjukkan bahwa mereka mengonsumsi makanan dalam jumlah kecil namun tetap, dibandingkan dalam kelompok besar. Alirannya mendekati lubang hitam sedikit demi sedikit, dan berbentuk spiral, mirip aliran air yang mengalir ke saluran pembuangan.

Berburu Sumber Makanan Andromeda

Sebuah penelitian yang diterbitkan awal tahun ini mengambil hipotesis bahwa lubang hitam supermasif yang tenang memakan aliran gas dan menerapkannya pada galaksi Andromeda. Dengan menggunakan model komputer, penulis mensimulasikan bagaimana perilaku gas dan debu di dekat lubang hitam supermasif Andromeda seiring waktu. Simulasi menunjukkan bahwa cakram kecil gas panas dapat terbentuk di dekat lubang hitam supermasif dan terus menerus masuk ke dalamnya. Disk dapat diisi ulang dan dipelihara oleh berbagai aliran gas dan debu.

Namun para peneliti juga menemukan bahwa aliran sungai harus tetap dalam ukuran dan laju aliran tertentu; jika tidak, material tersebut akan jatuh ke dalam lubang hitam dalam bentuk gumpalan tidak beraturan, menyebabkan lebih banyak fluktuasi cahaya.

Tampilan dekat pusat galaksi Andromeda, diambil oleh pensiunan Teleskop Luar Angkasa Spitzer milik NASA, dianotasi dengan garis putus-putus berwarna biru untuk menyorot jalur dua aliran debu yang mengalir menuju lubang hitam supermasif di pusat galaksi (ditunjukkan dengan warna ungu titik ). Kredit: NASA/JPL-Caltech

Ketika penulis membandingkan temuan mereka dengan data dari Spitzer dan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA, mereka menemukan spiral debu yang sebelumnya diidentifikasi oleh Spitzer sesuai dengan batasan tersebut. Dari sini, penulis menyimpulkan bahwa spiral tersebut memberi makan pada lubang hitam supermasif Andromeda.

“Ini adalah contoh bagus dari para ilmuwan yang meninjau data arsip untuk mengungkap lebih banyak tentang dinamika galaksi dengan membandingkannya dengan simulasi komputer terbaru,” kata Almudena Prieto, ahli astrofisika di Institut Astrofisika Kepulauan Canary dan Observatorium Universitas Munich, dan salah satu penulis penelitian yang diterbitkan tahun ini. “Kami memiliki data selama 20 tahun yang memberi tahu kami hal-hal yang tidak kami sadari saat pertama kali mengumpulkannya.”

Pandangan Lebih Dalam tentang Andromeda

Diluncurkan pada tahun 2003 dan dikelola oleh Jet Propulsion Laboratory NASA (JPL), Spitzer mempelajari alam semesta dalam cahaya inframerah, yang tidak terlihat oleh mata manusia. Panjang gelombang yang berbeda menunjukkan ciri-ciri Andromeda yang berbeda, termasuk sumber cahaya yang lebih panas, seperti bintang, dan sumber yang lebih dingin, seperti debu.

Dengan memisahkan panjang gelombang ini dan hanya melihat debunya, para astronom dapat melihat “kerangka” galaksi – tempat gas menyatu dan mendingin, terkadang membentuk debu, sehingga menciptakan kondisi untuk terbentuknya bintang. Pandangan Andromeda ini mengungkapkan beberapa kejutan. Misalnya, meskipun berbentuk galaksi spiral Bima Sakti, Andromeda didominasi oleh cincin debu besar, bukan lengan berbeda yang melingkari pusatnya. Gambar tersebut juga mengungkapkan lubang sekunder di salah satu bagian cincin yang dilalui galaksi katai.

Kedekatan Andromeda dengan Bima Sakti membuatnya tampak lebih besar dibandingkan galaksi lain dari Bumi: Jika dilihat dengan mata telanjang, Andromeda berukuran sekitar enam kali lebar Bulan (sekitar 3 derajat). Bahkan dengan bidang pandang Hubble yang lebih luas, Spitzer harus mengambil 11.000 foto untuk menghasilkan gambaran Andromeda yang komprehensif.

Lebih Banyak Tentang Misi

JPL mengelola misi Teleskop Luar Angkasa Spitzer untuk Direktorat Misi Sains NASA di Washington hingga misi tersebut dihentikan pada Januari 2020. Operasi sains dilakukan di Pusat Sains Spitzer di Caltech. Operasi pesawat ruang angkasa berbasis di Lockheed Martin Space di Littleton, Colorado. Data diarsipkan di Arsip Sains Inframerah yang dioperasikan oleh IPAC di Caltech. Caltech mengelola JPL untuk NASA.