Kredit gambar: Chandra
Gambar baru yang diambil oleh Chandra X-Ray Observatory telah memberikan salah satu pandangan terbaik dari dua galaksi yang serupa dengan Bima Sakti kita sendiri semasa pertembungan. Semua galaksi, termasuk kita sendiri, telah melalui penggabungan semacam ini pada masa lalu, jadi imej ini membantu para astronom memahami bagaimana alam semesta kelihatan seperti yang berlaku hari ini. Galaksi memulakan perlanggaran perlahan 10 juta tahun yang lalu dan telah mewujudkan kawasan pembentukan bintang yang kuat dan akhirnya dapat membuat lubang hitam supermasif.
Observatorium Chandra X-ray NASA telah memberikan gambar sinar-X terbaik namun dari dua galaksi seperti Bima Sakti di tengah-tengah perlanggaran secara langsung. Oleh kerana semua galaksi - termasuk yang kita sendiri - mungkin mengalami penggabungan, ini memberikan gambaran bagaimana rupa alam semesta seperti yang berlaku sekarang.
Ahli astronomi percaya penggabungan mega di galaksi yang dikenali sebagai Arp 220 mencetuskan pembentukan sejumlah besar bintang baru, menghantar gelombang kejutan bergemuruh melalui ruang intergalaksi, dan mungkin boleh menyebabkan pembentukan lubang hitam supermasif di tengah konglomerat baru galaksi. Data Chandra juga menunjukkan bahawa penggabungan kedua galaksi ini bermula hanya 10 juta tahun yang lalu, dalam waktu singkat dari segi astronomi.
"Pemerhatian Chandra menunjukkan bahawa segala sesuatu benar-benar kacau ketika dua galaksi saling bertemu dengan kecepatan penuh," kata David Clements dari Imperial College, London, salah seorang anggota pasukan yang terlibat dalam kajian ini. "Acara ini mempengaruhi segalanya dari pembentukan lubang hitam besar hingga penyebaran unsur-unsur berat ke alam semesta."
Arp 220 dianggap sebagai prototaip untuk memahami bagaimana keadaan di alam semesta awal, ketika galaksi besar dan lubang hitam supermasif kemungkinan terbentuk oleh banyak perlanggaran galaksi. Pada jarak yang agak dekat sekitar 250 juta tahun cahaya, Arp 220 adalah contoh terdekat dari galaksi "ultra-bercahaya", galaksi yang memancarkan radiasi triliun kali lebih banyak daripada Matahari kita.
Imej Chandra menunjukkan kawasan tengah yang terang di pinggang awan gas berjuta-jam berbentuk gas berjuta-juta. Bergegas keluar dari galaksi dengan kecepatan ratusan ribu batu per jam, yang dipanaskan super membentuk "superwind," yang disangka disebabkan oleh aktiviti letupan yang dihasilkan oleh pembentukan ratusan juta bintang baru.
Lebih jauh, jarak 75.000 tahun cahaya, adalah lobus gas panas yang boleh menjadi sisa galaksi yang tersebar ke ruang intergalaksi dengan kesan awal perlanggaran. Sama ada lobus akan terus berkembang ke angkasa atau jatuh kembali ke Arp 220 tidak diketahui.
Pusat Arp 220 menarik perhatian. Pemerhatian Chandra membolehkan para astronom menentukan sumber sinar-X di lokasi tepat inti salah satu galaksi pra-penggabungan. Satu lagi sumber sinar-X yang lemah boleh bertepatan dengan inti dari sisa galaksi yang lain. Output kuasa sinar-X dari sumber seperti titik ini lebih besar daripada yang dijangkakan untuk lubang hitam bintang dari bintang pendamping. Penulis mencadangkan bahawa sumber-sumber ini mungkin disebabkan oleh lubang hitam supermasif di pusat galaksi penggabungan.
Kedua-dua sumber yang tersisa ini agak lemah, dan memberikan bukti kuat untuk menyokong teori bahawa kilauan luar biasa Arp 220 - kira-kira seratus kali ganda dari galaksi Bima Sakti kita - disebabkan oleh kadar pembentukan bintang yang cepat dan bukan ke aktif, lubang hitam supermasif di tengah.
Namun, dalam beberapa ratus juta tahun, keseimbangan kekuatan ini mungkin berubah. Dua lubang hitam besar boleh bergabung untuk menghasilkan lubang hitam supermasif pusat. Susunan baru ini boleh menyebabkan lebih banyak gas jatuh ke lubang hitam tengah, mewujudkan sumber kuasa yang sama atau lebih besar daripada yang disebabkan oleh pembentukan bintang.
"Kepekatan sumber sinar-X yang luar biasa di pusat Arp 220 menunjukkan bahawa kita dapat memerhatikan tahap awal penciptaan lubang hitam supermasif dan akhirnya peningkatan kekuatan nukleus galaksi aktif," kata Jonathan McDowell dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, MA, ahli pasukan lain yang mempelajari Arp 220.
Clements dan McDowell bergabung dalam penyelidikan ini oleh sekumpulan penyelidik antarabangsa dari Amerika Syarikat, United Kingdom dan Sepanyol. Chandra memerhatikan Arp 220 pada 24 Jun 2000, selama kira-kira 56,000 saat menggunakan instrumen Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS).
ACIS dibangunkan untuk NASA oleh Pennsylvania State University, University Park, PA, dan Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA. Pusat Penerbangan Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Ala., Menguruskan program Chandra, dan TRW, Inc., Pantai Redondo, Calif., Adalah kontraktor utama. Pusat sinar-X Chandra Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Cambridge, Mass.
