Kredit gambar: ESO
Memenuhi impian lama para astronom, pemerhatian dengan Interferometer Teleskop Sangat Besar (VLTI) di Observatorium Paranal ESO (Chile) kini memungkinkan untuk mendapatkan gambaran yang jelas mengenai persekitaran langsung lubang hitam di pusat galaksi aktif . Hasil baru berkenaan dengan galaksi lingkaran NGC 1068, yang terletak pada jarak sekitar 50 juta tahun cahaya.
Mereka menunjukkan konfigurasi debu yang agak hangat (kira-kira 50? C) berukuran 11 tahun cahaya dan tebal 7 tahun cahaya, dengan zon dalaman yang lebih panas (500? C), selebar 2 tahun cahaya.
Pengamatan pencitraan dan spektrum ini mengesahkan teori semasa bahawa lubang hitam di pusat galaksi aktif diselubungi struktur gas dan debu berbentuk donat tebal yang disebut "torus".
Untuk kajian trailblazing ini, yang pertama dari jenis objek extragalactic dengan menggunakan interferometri inframerah garis bawah panjang, pasukan astronomi antarabangsa [2] menggunakan instrumen MIDI baru di Makmal VLTI. Ia dirancang dan dibina dalam kerjasama antara institusi penyelidikan Jerman, Belanda dan Perancis [3].
Menggabungkan cahaya dari dua Teleskop Unit VLT 8.2-m selama dua larian pemerhatian masing-masing pada bulan Jun dan November 2003, resolusi maksimum 0.013 arcsec dicapai, bersamaan dengan kira-kira 3 tahun cahaya pada jarak NGC 1068. Spektrum inframerah kawasan tengah galaksi ini diperoleh yang menunjukkan bahawa habuk yang dipanaskan mungkin dari komposisi alumino-silikat.
Hasil baru diterbitkan dalam makalah penyelidikan yang muncul dalam edisi 6 Mei 2004, jurnal penyelidikan antarabangsa, Nature.
NGC 1068 - galaksi aktif khas
Galaksi aktif adalah antara objek paling hebat di langit. Nukleus padatnya (AGN = Nukleus Galaxy Aktif) sangat bercahaya sehingga dapat mengatasi keseluruhan galaksi; "Quasar" merupakan kes fenomena yang melampau. Objek kosmik ini menunjukkan banyak ciri pemerhatian yang menarik di seluruh spektrum elektromagnetik, mulai dari pancaran radio hingga sinar-X.
Kini terdapat banyak bukti bahawa stesen kuasa utama aktiviti ini berasal dari lubang hitam supermasif dengan massa hingga ribuan juta kali jisim Matahari kita, lih. mis., ESO PR 04/01. Yang ada di galaksi Bima Sakti hanya mempunyai sekitar 3 juta massa suria, lih. ESO PR 17/02. Lubang hitam dipercayai diberi makan dari cakera gas dan debu yang melekat dengan erat. Bahan yang jatuh ke lubang hitam seperti itu akan dimampatkan dan dipanaskan hingga suhu yang luar biasa. Gas panas ini memancarkan sejumlah besar cahaya, menyebabkan inti galaksi aktif bersinar dengan begitu terang.
NGC 1068 (juga dikenali sebagai Messier 77) adalah antara galaksi aktif yang paling terang dan berdekatan. Terletak di konstelasi Cetus (Paus) pada jarak sekitar 50 juta tahun cahaya, ia kelihatan seperti galaksi spiral yang agak normal. Inti galaksi ini, bagaimanapun, sangat bercahaya, tidak hanya pada optik, tetapi juga sinar ultraviolet dan sinar-X. Lubang hitam dengan jisim bersamaan kira-kira 100 juta kali jisim Matahari kita diperlukan untuk menjelaskan aktiviti nuklear di NGC 1068.
Pemerhatian VLTI
Pada malam 14 hingga 16 Jun 2003, sepasukan ahli astronomi Eropah [2] melakukan siri pemerhatian pertama untuk mengesahkan potensi saintifik instrumen MIDI yang baru dipasang di VLTI. Mereka juga mengkaji galaksi aktif NGC 1068. Sudah pada percubaan pertama ini, mungkin untuk melihat perincian berhampiran pusat objek ini, lih. ESO PR 17/03.
MIDI sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang yang mendekati 10? M, iaitu di kawasan spektrum inframerah pertengahan ("inframerah termal"). Dengan jarak antara teleskop penyumbang ("garis dasar") hingga 200 m, MIDI dapat mencapai resolusi sudut maksimum (ketajaman gambar) sekitar 0.01 arcsec. Sama pentingnya, dengan menggabungkan pancaran cahaya dari dua Teleskop Unit VLT 8.2-m, MIDI kini membenarkan, untuk pertama kalinya, untuk melakukan interferometri inframerah objek yang samar-samar di luar galaksi kita, Bima Sakti.
Dengan kepekaan yang tinggi terhadap sinaran termal, MIDI sangat sesuai untuk mengkaji bahan di kawasan yang sangat kabur berhampiran lubang hitam pusat dan dipanaskan oleh sinaran ultraviolet dan optiknya. Tenaga yang diserap oleh butiran debu kemudian dipancarkan semula pada panjang gelombang yang lebih panjang di kawasan spektrum inframerah terma antara 5 dan 100? M.
Wilayah tengah di NGC 1068
Pemerhatian interferometrik tambahan dijamin pada bulan November 2003 pada garis dasar 42 m. Setelah analisis yang teliti terhadap semua data, resolusi spasial yang dicapai (ketajaman gambar) dan spektrum terperinci telah memungkinkan para astronom untuk mengkaji struktur wilayah tengah NGC 1068.
Mereka mengesan kehadiran debu yang paling dalam, relatif "panas", dipanaskan hingga sekitar 500? C dan dengan diameter sama atau lebih kecil daripada ketajaman gambar yang dicapai, iaitu sekitar 3 tahun cahaya. Ia dikelilingi oleh kawasan yang lebih sejuk dan berdebu, dengan suhu sekitar 50? C, berukuran 11 tahun cahaya dan tebalnya sekitar 7 tahun cahaya. Ini kemungkinan besar merupakan awan berbentuk cakera tengah yang berputar yang berputar di sekitar lubang hitam.
Ketebalan perbandingan struktur yang diperhatikan (ketebalannya ~ 65% dari diameter) sangat relevan kerana ia hanya dapat tetap stabil jika dikenakan suntikan tenaga gerakan ("kinetik") yang berterusan. Walau bagaimanapun, tidak ada model wilayah tengah semasa dalam galaksi aktif yang memberikan penjelasan yang meyakinkan mengenai perkara ini.
Spektrum MIDI, yang merangkumi selang panjang gelombang dari 8 - 13.5? M, juga memberikan maklumat mengenai kemungkinan komposisi butiran debu. Komponen yang paling mungkin adalah kalsium aluminium-silikat (Ca2Al2SiO7), spesies suhu tinggi yang juga terdapat di atmosfera luar beberapa bintang super gergasi. Namun, pemerhatian rintis ini tidak dapat menyimpulkan secara pasti jenis debu bukan olivin yang lain.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
