Ahli astronomi yang menggunakan teleskop radio National Large Foundation Array Besar (VLA) untuk mengkaji quasar yang paling jauh diketahui telah menemui petunjuk yang mengasyikkan yang dapat menjawab soalan ayam-dan-telur kosmik yang sudah lama: yang pertama, lubang hitam supermasif atau galaksi gergasi?
Selama bertahun-tahun, para ahli astronomi telah mengetahui hubungan langsung antara jisim lubang hitam pusat galaksi yang berpusat, dan jumlah jisim "tonjolan" bintang pada intinya. Semakin besar lubang hitam, semakin besar bonjolan. Para saintis telah membuat spekulasi secara meluas mengenai apakah lubang hitam atau tonjolan bintang terbentuk terlebih dahulu. Baru-baru ini, beberapa teori menyatakan bahawa kedua-duanya mungkin terbentuk secara serentak.
Walau bagaimanapun, pemerhatian VLA baru mengenai sebuah quasar dan galaksi inangnya dilihat seperti ketika Alam Semesta berusia kurang dari satu miliar tahun menunjukkan bahawa galaksi muda mempunyai lubang hitam supermasif tetapi tidak ada bintang yang besar.
"Kami menjumpai sejumlah besar gas di galaksi muda ini, dan, ketika kami menambahkan jisim gas ini ke lubang hitam, mereka menambah hampir keseluruhan jisim keseluruhan sistem. Dinamika galaksi menunjukkan bahawa tidak ada banyak massa yang tersisa untuk menyusun ukuran lonjakan bintang yang diramalkan oleh model semasa, ”kata Chris Carilli, dari National Radio Astronomy Observatory (NRAO), di Socorro, NM.
Para saintis mengkaji sebuah quasar yang dijuluki J1148 + 5251, yang, pada lebih dari 12.8 bilion tahun cahaya, adalah kuasar paling jauh yang dijumpai. Ditemui pada tahun 2003 oleh Sloan Digital Sky Survey, J1148 + 5251 adalah galaksi muda dengan teras quasar yang terang seperti ketika Alam Semesta baru berusia 870 juta tahun. Alam Semesta kini berusia 13.7 bilion tahun.
Dengan tujuan VLA di J1148 + 4241 selama kira-kira 60 jam, para penyelidik dapat menentukan jumlah gas molekul dalam sistem. Di samping itu, mereka dapat mengukur pergerakan gas itu, dan dengan itu menganggarkan jumlah jisim sistem galaksi. Kajian sistem sebelumnya telah menghasilkan anggaran bahawa lubang hitam adalah 1 hingga 5 bilion kali jisim Matahari kita.
Pemerhatian VLA baru menunjukkan bahawa terdapat kira-kira 10 bilion massa gas molekul solar di dalam sistem, dan bahawa jisim keseluruhan sistem adalah 40-50 bilion massa solar. Gabungan gas dan lubang hitam berjumlah 11-15 bilion jisim suria daripada jumlah itu.
"Nisbah yang diterima menunjukkan bahawa lubang hitam jisim ini harus dikelilingi oleh lonjakan bintang beberapa trilion jisim suria. Pengukuran dinamik kami menunjukkan tidak banyak jisim yang tersisa, kecuali lubang hitam dan gas, untuk membentuk bonjolan bintang. Ini memberikan bukti bahawa lubang hitam terbentuk sebelum tonjolan bintang, ”kata Fabian Walter, dari Max Planck Institute for Radioastronomy di Heidelberg, Jerman, yang merupakan Jansky Postdoctoral Fellow di NRAO di Socorro ketika pemerhatian dibuat.
"Satu contoh tentu tidak membuat kes, tetapi dalam objek ini kita nampaknya mempunyai contoh lubang hitam tanpa banyak tonjolan. Sekarang kita perlu membuat kajian terperinci mengenai lebih banyak objek di Alam Semesta awal yang jauh, ”kata Carilli. "Dengan kepekaan VLA yang Diperluas dan Atacama Large Millimeter Array (ALMA) yang telah ditingkatkan dengan sangat baik, yang akan berjalan dalam beberapa tahun, kami akan memiliki alat yang kami perlukan untuk menyelesaikan persoalan ini secara pasti," tambah Carilli.
"Kajian seperti ini adalah kunci untuk memahami bagaimana galaksi mula-mula terbentuk," kata Walter.
Walter dan Carilli bekerjasama dengan Frank Bertoldi dan Karl Menten dari Institut Max Planck di Bonn; Pierre Cox dari Institut Astrofizik Angkasa Universiti Paris-Selatan; Fred K.Y. Lo of the NRAO di Charlottesville, VA; Xiahui Fan dari Observatorium Steward Universiti Arizona; dan Michael Strauss dari Princeton University, dalam projek tersebut. Hasil penyelidikan mereka diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah kemudahan Yayasan Sains Nasional, yang dikendalikan di bawah perjanjian kerjasama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asal: Siaran Berita NRAO
