Quasar adalah beberapa objek paling terang di Alam Semesta, dan para astronom percaya bahawa itu disebabkan oleh pancaran radiasi dari persekitaran di sekitar lubang hitam supermasif yang aktif. Ahli astronomi menggunakan graviti dari galaksi yang agak dekat sebagai lensa graviti untuk memusatkan cahaya dari kuasar yang lebih jauh, memberikan pemandangan yang mengagumkan ini.
Untuk pertama kalinya, dengan menggunakan teknik baru, para astronom telah melihat ke dalam sebuah quasar dan telah mengukur apa yang disebut cakera penambahan di sekitar lubang hitam. Kajian ini memberi pengesahan lebih lanjut kepada apa yang telah lama disyaki oleh saintis - bahawa lubang hitam quasar supermasif dikelilingi oleh cakera bahan yang dipanaskan super yang berputar ke dalamnya.
Hasil projek itu, yang melibatkan saintis dari Penn State University dan Ohio State University, dan pemerhatian dengan Observatorium sinar-X Chandra mula dilaporkan hari ini (5 Oktober 2006) pada pertemuan Astrofizik Tenaga Tinggi Persatuan Astronomi Amerika (AAS) Bahagian di San Francisco.
Pasukan penyelidik, yang diketuai oleh Christopher Kochanek di Ohio State, termasuk Xinyu Dai dan Nicholas Morgan di Ohio State dan George Chartas dan Gordon Garmire di Penn State. Pasukan itu mengkaji struktur dalaman kedua-dua quasar, yang cahaya hanya dapat dilihat hanya ketika galaksi berbaris tepat di antara mereka dan Bumi, memperbesar cahaya mereka seperti lensa. Ahli astronomi menyamakan kesan ini, yang dikenali sebagai "gravitational lensing" atau "microlensing", dengan dapat melihat kuasar di bawah mikroskop.
"Ada banyak model yang cuba menggambarkan apa yang terjadi di dalam sebuah quasar dan, sebelumnya, tidak ada yang dapat dikesampingkan. Sekarang ada di antara mereka yang dapat, ”kata Xinyu Dai, seorang penyelidik pasca doktoral di Ohio State yang baru-baru ini memperoleh gelar doktor di Penn State. "Kita dapat mulai membuat model quasar yang lebih tepat, dan memperoleh pandangan yang lebih lengkap mengenai lubang hitam."
Garmire, dari Penn State, adalah penyiasat utama kamera sinar-X di observatorium Chandra NASA, Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS), yang digunakan para astronom untuk memerhatikan lensa graviti kedua-dua quasar. Kamera sinar-X ini dirancang dan dikembangkan untuk NASA oleh Penn State dan Massachusetts Institute of Technology di bawah pimpinan Garmire, yang merupakan Profesor Astronomi dan Astrofizik Evan Pugh di Penn State. Hampir setiap penemuan Chandra yang penting telah didasarkan pada pemerhatian dengan kamera ACIS.
Dilihat dari Bumi, kuarsar, atau objek kuasi bintang, kelihatan seperti bintang. Mereka sangat terang, itulah sebabnya kita dapat melihatnya walaupun merupakan antara objek paling jauh di alam semesta. Ahli astronomi bingung dengan quasars selama beberapa dekad sebelum memutuskan bahawa mereka kemungkinan besar mengandungi lubang hitam super besar yang terbentuk berbilion tahun yang lalu. Bahan yang jatuh ke dalam lubang hitam bersinar terang dan, dalam hal quasar, ia bersinar di sebilangan besar tenaga, termasuk cahaya yang dapat dilihat, gelombang radio, dan sinar-X.
"Sinar-X dari cakera penambahan lubang hitam menyelidiki kawasan pelepasan yang lebih dekat dengan lubang hitam daripada yang terdapat di jalur optik," jelas Chartas, seorang rakan penyelidik kanan di Penn State, yang menganalisis data sinar-X yang diperoleh daripada memantau beberapa objek dalam kajian microlensing ini. "Dengan membandingkan pelindung cahaya sinar-X dari peristiwa mikolensing dengan yang terdapat di beberapa jalur optik, kami menyimpulkan ukuran relatif kawasan pelepasan. Perbandingan ini membolehkan kami mengekang struktur cakera penambahan lubang hitam pada panjang gelombang yang berbeza. "
Quasar sangat jauh sehingga, walaupun di teleskop paling maju, mereka biasanya kelihatan seperti titik cahaya kecil. Tetapi Einstein meramalkan bahawa objek besar di ruang angkasa kadang-kadang boleh bertindak seperti lensa, membongkok dan membesar cahaya dari objek yang berada di belakangnya, seperti yang dilihat oleh seorang pemerhati. Kesannya disebut lensa graviti, dan memungkinkan para astronom mengkaji beberapa objek dengan perincian yang tidak dapat dicapai. "Nasib baik bagi kita, kadang-kadang bintang dan galaksi bertindak sebagai teleskop beresolusi tinggi," kata Kochanek. "Sekarang kita tidak hanya melihat sebuah quasar, kita mencari di dalam sebuah quasar dan sampai ke tempat lubang hitam itu."
Para saintis dapat mengukur ukuran cakera penambahan yang disebut di sekitar lubang hitam di dalam setiap quasar. Di masing-masing, cakera mengelilingi area yang lebih kecil yang memancarkan sinar-X, seolah-olah bahan cakera sedang dipanaskan ketika jatuh ke lubang hitam di tengahnya. Itulah yang mereka harapkan untuk melihat, memandangkan tanggapan terkini mengenai quasar. Tetapi pandangan dari dalam akan membantu mereka mulai menyempurnakan tanggapan tersebut, kata Dai.
Kunci projek ini adalah Observatorium Chandra X-Ray NASA, yang membolehkan para astronom mengukur secara tepat kecerahan wilayah pemancar sinar-X setiap quasar. Mereka menggabungkan pengukuran tersebut dengan ukuran dari teleskop optik yang tergolong dalam Konsorsium Sistem Teleskop Penyelidikan Aperture Kecil dan Sederhana dan Eksperimen Lensing Gravitasional Optik. Ahli astronomi mengkaji kebolehubahan sinar-X dan cahaya yang dapat dilihat dari quasar dan membandingkan pengukuran tersebut untuk mengira ukuran cakera penambahan di masing-masing. Mereka menggunakan program komputer yang dibuat Kochanek terutama untuk perhitungan seperti itu, dan menjalankannya di kluster komputer pemproses 48. Pengiraan untuk setiap quasar mengambil masa sekitar seminggu untuk diselesaikan.
Dua quasar yang mereka kaji diberi nama RXJ1131-1231 dan Q2237 + 0305, dan tidak ada yang istimewa dari mereka, kata Kochanek, kecuali mereka berdua lensa gravitasi. Dia dan kumpulannya kini sedang mengkaji 20 kuarsa lensa seperti itu, dan mereka akhirnya ingin mengumpulkan data sinar-X mengenai semuanya.
Projek ini adalah sebahagian daripada kerjasama berterusan antara Ohio State dan Penn State. Penyelidikan ini dibiayai oleh NASA. Kluster komputer disediakan oleh Cluster Ohio, inisiatif Pusat Superkomputer Ohio (OSC), Dewan Bupati Ohio, dan Kumpulan Pengguna OSC Statewide. Pusat Penerbangan Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Alabama, menguruskan program Chandra untuk Direktorat Misi Sains agensi. Observatorium Astrofizik Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, mengendalikan operasi sains dan penerbangan dari Pusat X-ray Chandra di Cambridge, Massachusetts.
Sumber Asal: Siaran Berita PSU
