Gambar sinar-X Chandra Deep Field-North. Kredit gambar: NASA / PSU Klik untuk membesarkan
Data dari tinjauan pemerhatian sinar-X menunjukkan bahawa lubang hitam jauh lebih banyak dan berkembang secara berbeza daripada yang diharapkan oleh penyelidik, menurut seorang ahli astronomi Penn State.
"Kami mahukan bancian dari semua lubang hitam dan kami ingin mengetahui seperti apa," kata Niel Brandt, profesor astronomi dan astrofizik. "Kami juga ingin mengukur bagaimana lubang hitam tumbuh sepanjang sejarah Alam Semesta."
Brandt dan penyelidik lain telah melakukan hal itu dengan melihat sepotong langit di hemisfera Utara yang disebut Chandra Deep Field-North, menggunakan Observatorium sinar-X Chandra NASA dan tampalan serupa di hemisfera Selatan yang disebut Extended Chandra Deep Field-South . Tinjauan juga dilakukan di bagian langit yang lain menggunakan Chandra dan Misi Multi-Cermin X-ray Agensi Angkasa Eropah-Newton.
Para penyelidik melihat pelepasan sinar-X kerana kawasan di sekitar lubang hitam memancarkan sinar-X serta cahaya yang dapat dilihat. Sifat sinar-X yang menembusi memberikan cara langsung untuk mengenal pasti lubang hitam. Menggunakan sinar-X juga membolehkan para astronom menentukan lubang hitam di pusat galaksi tanpa isyarat mereka dihanyutkan oleh cahaya yang kelihatan dari bintang galaksi, Brandt memberitahu para hadirin pada pertemuan tahunan Persatuan Amerika untuk Kemajuan Sains di St. Louis, Mo. 17 Februari. Lubang hitam yang mereka kaji adalah lubang yang berada di pusat galaksi dan secara aktif memancarkan sinar-X, oleh itu mereka dipanggil nukleus galaksi aktif.
"Kami menjumpai lubang hitam super besar yang aktif di pusat galaksi besar," kata Brandt. “Galaksi kita juga memiliki lubang hitam sendiri di tengahnya yang mengukur 2.6 juta massa suria. Lubang hitam kita tidak aktif hari ini, tetapi kita menganggapnya aktif pada masa lalu. "
Tinjauan sinar-X ekstragalaktik yang mendalam ini meneliti tompok-tompok langit yang dipilih dengan teliti, yang sebahagian besarnya bebas dari apa-apa yang mungkin mengganggu pengambilan data sinar-X. Chandra memandang Chandra Deep Field-North - kawasan langit dua pertiga dari ukuran Bulan purnama - untuk jangka masa 23 hari dalam jangka masa dua tahun. Para penyelidik mengesan sekitar 600 sumber sinar-X. Setelah membandingkan gambar sinar-X dengan gambar optik sepotong langit yang sama yang diambil oleh Teleskop Angkasa Hubble, hampir semua sumber 600 titik sesuai dengan galaksi optik, menunjukkan bahawa lubang hitam yang merupakan sumber untuk tanda tangan sinar-X berada di pusat galaksi.
"Ahli astronomi sinar-X melakukan yang lebih baik daripada yang lain dengan faktor sepuluh, dalam mengenal pasti nukleus galaksi aktif ini" kata Brandt. "Dengan lebih banyak masa, kita dapat melakukan yang lebih baik lagi, bahkan akan semakin mendalam."
Apa yang para penyelidik dapati adalah bahawa lubang hitam yang sangat besar lebih banyak daripada yang kita jangkakan. Mereka juga mendapati bahawa lubang hitam berevolusi secara berbeza daripada ahli astronomi yang diharapkan sebelum kerja Chandra. Ekstrapolasi dari 600 lubang hitam yang ditemui oleh Chandra, Brandt menunjukkan bahawa terdapat kira-kira 300 juta lubang hitam super besar di seluruh langit.
Keberadaan begitu banyak lubang hitam, mengesahkan bahawa apa yang pernah dianggap sebagai sinaran latar sinar-X kosmik yang benar-benar meresap, sebenarnya berasal dari sumber titik.
Pada tahun 1960-an, para astronom menemui quasar, lubang hitam yang sangat jauh, sangat bercahaya, di pusat galaksi. Quasar, yang pada awalnya disebut sumber radio kuasi bintang, dipelajari secara mendalam. Para penyelidik tidak lama kemudian menyedari bahawa hanya sebilangan objek tersebut yang merupakan pemancar radio dan ia terbentuk pada awal sejarah Alam Semesta.
"Walaupun quasar spektakuler, mereka tidak mewakili inti galaksi aktif khas," kata Brandt. "Sekarang, dengan menggunakan Chandra dan observatorium sinar-X yang lain, kita dapat mencari dan mengkaji cahaya terang, inti galaksi aktif khas di Alam Semesta Pergeseran Merah Tinggi yang jauh."
Quasar dan inti galaksi aktif bercahaya sederhana juga berkembang secara berbeza. Quasar adalah fenomena galaksi muda, sementara cahaya-sederhana, inti galaksi aktif memuncak kemudian pada masa kosmik.
"Kami ingin mengetahui apakah nukleus galaksi aktif berubah dari masa kosmik," kata Brandt. "Adakah lubang hitam memberi makan dan tumbuh dengan cara yang sama sepanjang sejarah Alam Semesta?"
Para penyelidik melihat jumlah daya yang keluar dalam sinar-X berbanding panjang gelombang yang lain dan mendapati bahawa nisbah ini tidak berubah dalam jangka masa 13 bilion tahun. Mereka melihat spektrum sinar-X dan mendapati bahawa ini juga tidak berubah mengikut masa.
"Walaupun terdapat perubahan besar dalam kepadatan ruang lubang belakang, enjin individu yang menghidupkan inti galaksi aktif sangat stabil," kata Brandt.
Brandt percaya bahawa Chandra dapat melihat Chandra Deep Field-North untuk jangka waktu yang lebih lama dan memperoleh data yang lebih sensitif dan lebih dalam. Ini akan membawa kepada galaksi ringan yang saat ini dikaburkan. Ia juga akan mengumpulkan lebih banyak sinar-X yang memungkinkan analisis sinar-X spektrum dan kebolehubahan yang lebih baik. Dengan penyiasatan yang lebih sensitif, para penyelidik juga mengesan peningkatan jumlah galaksi tidak aktif seperti galaksi kita.
"Chandra telah bekerja dengan baik selama enam tahun sekarang," kata Brandt. "Tidak ada alasan mengapa Chandra dan Newton tidak dapat terus mengamati selama 10 tahun atau lebih."
Sumber Asal: Siaran Berita PSU
