Observatorium sinar-X Chandra NASA telah memperoleh bukti pasti bahawa sebuah quasar yang jauh terbentuk kurang dari satu miliar tahun setelah Big Bang mengandungi lubang hitam supermasif yang sepenuhnya tumbuh yang menghasilkan tenaga pada kadar dua puluh trilion Matahari. Kewujudan lubang hitam besar pada zaman awal Alam Semesta ini mencabar teori pembentukan galaksi dan lubang hitam supermasif.
Ahli astronomi Daniel Schwartz dan Shanil Virani dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian di Cambridge, MA memerhatikan quasar, yang dikenali sebagai SDSSp J1306, yang berjarak 12,7 miliar tahun cahaya. Oleh kerana Alam Semesta diperkirakan berusia 13,7 miliar tahun, kita melihat quasar seperti satu miliar tahun setelah Big Bang. Mereka mendapati bahawa penyebaran sinar-X dengan tenaga, atau spektrum sinar-X, tidak dapat dibezakan dengan pembezaan kuarsa yang lebih tua. Begitu juga, kecerahan relatif pada panjang gelombang optik dan sinar-X SDSSp J1306 adalah serupa dengan kumpulan quasar yang berdekatan. Pemerhatian optik menunjukkan bahawa jisim lubang hitam adalah kira-kira satu bilion jisim solar.
Bukti satu lagi lubang hitam supermasif awal telah diterbitkan sebelumnya oleh pasukan saintis dari Institut Teknologi California dan Inggeris menggunakan satelit sinar-X XMM-Newton. Mereka memerhatikan quasar SDSSp J1030 pada jarak 12.8 bilion tahun cahaya dan pada dasarnya menemui hasil yang sama untuk spektrum sinar-X seperti yang ditemui oleh saintis Smithsonian untuk SDSSp J1306. Lokasi dan spektrum tepat Chandra untuk SDSSp J1306 dengan sifat yang hampir sama menghilangkan sebarang ketidakpastian yang berlarutan bahawa terdapat lubang hitam supermasif.
"Kedua hasil ini nampaknya menunjukkan bahawa cara lubang hitam supermasif menghasilkan sinar-X pada dasarnya tetap sama sejak tarikh awal di Alam Semesta," kata Schwartz. "Ini menunjukkan bahawa mesin lubang hitam pusat di galaksi besar terbentuk segera setelah Big Bang."
Terdapat kesepakatan umum di kalangan ahli astronomi bahawa sinar-X dari sekitar lubang hitam supermasif dihasilkan ketika gas ditarik ke arah lubang hitam, dan dipanaskan hingga suhu antara jutaan hingga berbilion darjah. Sebilangan besar gas masuk tertumpu pada cakera berputar yang cepat, bahagian dalamnya mempunyai atmosfer panas atau korona di mana suhu boleh naik hingga berbilion darjah.
Walaupun geometri dan perincian pengeluaran sinar-X yang tepat tidak diketahui, pengamatan banyak quasar, atau lubang hitam supermasif, menunjukkan bahawa banyak dari mereka mempunyai spektrum sinar-X yang sangat serupa, terutamanya pada tenaga sinar-X yang tinggi. Ini menunjukkan bahawa geometri dan mekanisme asas adalah sama untuk objek-objek ini.
Kesamaan yang luar biasa dari spektrum sinar-X lubang hitam supermasif muda dengan yang jauh lebih tua bermaksud bahawa lubang hitam supermasif dan cakera penambahannya, sudah ada kurang dari satu miliar tahun setelah Big Bang. Satu kemungkinan ialah berjuta-juta 100 lubang hitam berjisim suria terbentuk dari keruntuhan bintang besar di galaksi muda, dan kemudian membangun lubang hitam berjuta-juta suria di pusat galaksi melalui penggabungan dan penambahan gas.
Untuk menjawab persoalan bagaimana dan kapan lubang hitam supermasif terbentuk, para astronom merancang untuk menggunakan pendedahan Chandra yang sangat dalam dan tinjauan lain untuk mengenal pasti dan mengkaji kuasar pada usia yang lebih awal.
Makalah oleh Schwartz dan Virani pada SDSSp J1306 diterbitkan dalam edisi 1 November 2004 dari The Astrophysical Journal. Makalah oleh Duncan Farrah dan rakan-rakannya di SDSS J1030 telah diterbitkan dalam jurnal The Astrophysical Journal terbitan 10 Ogos 2004.
Chandra memerhatikan J1306 dengan instrumen Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) selama lebih kurang 33 jam pada bulan November 2003. Pusat Penerbangan Angkasa Marshall NASA, Huntsville, Ala., Menguruskan program Chandra untuk Pejabat Sains Angkasa NASA, Washington. Northrop Grumman dari Pantai Redondo, Calif., Sebelumnya TRW, Inc., adalah kontraktor pembangunan utama untuk balai cerap. Observatorium Astrofizik Smithsonian mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Chandra X-ray Center di Cambridge, Mass.
Maklumat dan gambar tambahan boleh didapati di:
http://chandra.harvard.edu dan http://chandra.nasa.gov
Sumber Asal: Siaran Berita Chandra
