Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) telah menangkap gambar paling jelas dari lingkungan di sekitar lubang hitam supermasif, menawarkan pemahaman baru tentang bagaimana mesin kosmik ini tumbuh. Pengamatan tersebut, yang difokuskan pada galaksi Circinus yang berjarak 14 juta tahun cahaya, mengungkapkan bahwa cahaya inframerah intens yang sebelumnya dikaitkan dengan aliran keluar yang kuat sebenarnya berasal dari piringan padat gas dan debu yang berputar ke dalam lubang hitam. Temuan ini menantang asumsi lama tentang fungsi lubang hitam aktif dan perannya dalam evolusi galaksi.
Mengungkap Cara Kerja Bagian Dalam Lubang Hitam
Selama beberapa dekade, para astronom percaya bahwa sebagian besar radiasi infra merah di dekat lubang hitam aktif berasal dari material yang dikeluarkan dengan keras ke luar. Namun, pencitraan inframerah resolusi tinggi JWST kini menunjukkan bahwa sumber dominan energi ini adalah piringan debu panas dan gas yang langsung mengalir ke lubang hitam. Piringan ini, yang dikenal sebagai torus, terdiri dari sekitar 87% emisi inframerah yang diamati.
Tim yang dipimpin oleh Enrique Lopez-Rodriguez dari University of South Carolina, menggunakan mode kontras tinggi khusus pada JWST, yang secara efektif menggandakan daya resolusi teleskop dari 6,5 menjadi 13 meter. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengisolasi dan memetakan struktur di pusat galaksi yang sebelumnya tersembunyi oleh debu di sekitarnya. Hasilnya: tampilan detail piringan akresi lubang hitam, yang bertindak sebagai reservoir utama material yang ditarik ke dalam.
Model Lama yang Menantang
Teleskop sebelumnya tidak memiliki resolusi untuk membedakan antara cahaya yang dipancarkan oleh piringan akresi, torus berdebu, dan aliran keluar, sehingga memadukannya menjadi satu sumber yang belum terselesaikan. Kemampuan JWST untuk memisahkan komponen-komponen ini bersifat transformatif. Hanya sekitar 1% emisi inframerah yang berasal dari aliran keluar yang samar-samar, yang menunjukkan bahwa aliran keluar lubang hitam memainkan peran kecil dalam keseluruhan anggaran energi dibandingkan dengan material yang masuk. 12% sisanya berasal dari debu yang berada jauh di luar sana, yang dipanaskan oleh radiasi lubang hitam.
Implikasi terhadap Evolusi Galaksi
Memahami pertumbuhan lubang hitam adalah hal mendasar untuk memahami bagaimana galaksi berevolusi. Saat lubang hitam memberi makan, mereka dapat melepaskan energi yang sangat besar, yang menekan atau merangsang pembentukan bintang dan membentuk keseluruhan struktur galaksi. Dengan secara jelas memisahkan material yang jatuh ke dalam dari debu yang didorong ke luar, pengamatan baru ini memberikan wawasan penting mengenai proses ini.
“Kita memerlukan sampel statistik lubang hitam, mungkin selusin atau dua lusin, untuk memahami bagaimana massa dalam piringan akresi dan arus keluarnya berhubungan dengan kekuatannya,” jelas Lopez-Rodriguez.
Tim peneliti berencana untuk menerapkan teknik ini pada lubang hitam terdekat lainnya, yang bertujuan untuk membangun gambaran komprehensif tentang bagaimana raksasa kosmik ini tumbuh dan mempengaruhi galaksi tuan rumah mereka. Torus berdebu yang diamati di Circinus diyakini umum terjadi di antara lubang hitam aktif, menjadikannya langkah penting untuk mengungkap misteri evolusi galaksi.
