Lubang hitam membantu memadamkan pembentukan bintang di alam semesta awal

Sementara beberapa galaksi terus membentuk bintang, yang lain mati dan menjalani kehidupan yang lebih negatif. Apa yang menyebabkan galaksi-galaksi ini berhenti membentuk bintang pada usia yang begitu muda tidak diketahui, paling tidak karena mereka begitu jauh dan redup sehingga mereka tidak diperhatikan.

Namun, tim astronom yang dipimpin oleh Universitas Kopenhagen Mereka menemukan bahwa lubang hitam membantu menghentikan pembentukan bintang dengan menggabungkan cahaya dari ribuan galaksi.

Di galaksi kita, Bima Sakti, bintang baru lahir setahun sekali.

Beberapa galaksi membuat bintang lebih cepat daripada yang lain, dan galaksi paling aktif di alam semesta awal menghasilkan ratusan atau mungkin ribuan bintang setiap tahun. Di sisi lain, yang lain didorong ke ekstrem yang berlawanan dan berhenti menghasilkan bintang yang sama sekali baru. Jumlah bintangnya berangsur-angsur memudar, hanya menyisakan bintang-bintang kecil berwarna kemerahan.

Penjelasan untuk apa yang disebut pendinginan, khususnya di alam semesta awal, tidak diketahui, meskipun umat manusia tahu itu pasti ada hubungannya dengan habisnya bahan bakar bintang – gas dingin. Namun, tidak jelas apakah gas tersebut meledak di luar galaksi, dipanaskan hingga suhu tinggi yang berbahaya, atau yang lainnya.

Kekhawatiran lain adalah mengapa galaksi tetap tidak aktif: ruang intergalaksi di alam semesta awal padat dengan gas, yang pada akhirnya harus bergerak menuju galaksi, memperbaharui pembentukan bintang.

Lubang hitam menyala dengan menelan gas

Salah satu kemungkinannya adalah galaksi tidur memiliki lubang hitam supermasif di pusatnya, yang memakan materi di dekatnya sambil memancarkan energi berlebih. Bentuk inti galaksi aktif ini akan menjadi quasar yang kurang padat dengan luminositas yang lebih sedikit. Namun, energi yang dilepaskan akan cukup untuk memanaskan sisa gas galaksi, mencegah pembentukan bintang di masa depan.

Pada panjang gelombang sinar-X dan radio, galaksi seharusnya menunjukkan sinyal trailing yang lemah jika skenario ini benar.

Sebuah tim astronom internasional, yang dipimpin oleh peneliti pascadoktoral Kei Ito dari Universitas SOKENDAI Jepang, memilih untuk memverifikasi gagasan tersebut dengan menyisir database galaksi yang terdeteksi di “bidang COSMOS”, sebuah wilayah di langit.

Namun, Ito dan timnya mengalami masalah yang melekat dengan strategi ini: Meneliti galaksi awal akan memerlukan pengamatan galaksi yang jauh miliaran tahun karena waktu yang dibutuhkan cahaya untuk mencapai kita. Namun, karena galaksi yang jauh berukuran kecil, sinyal apa pun yang mungkin ada tidak terdeteksi di galaksi individual mana pun dalam database COSMOS.

tumpukan galaksi

Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti memilih untuk “menumpuk” gambar galaksi, yang berarti mereka mengumpulkan cahaya dari semua galaksi dan melihat sinyal gabungan dari semua galaksi pada saat yang sama.

Meskipun kita kehilangan informasi tentang keadaan setiap galaksi individu, sekarang kita dapat melihat properti “rata-rata”. Hasilnya jelas: galaksi yang padam pada 10-12 miliar tahun lalu memiliki inti galaksi aktif dengan kecerahan rendah yang mungkin memainkan peran penting dalam mencegah pembentukan bintang baru..

John Weaver, Ph.D. Mahasiswa, Cosmic Dawn Center

Institut Niels Bohr, Universitas Kopenhagen, dan DTU Space berkolaborasi untuk menciptakan Cosmic Dawn Center.

Penelitian tersebut melibatkan beberapa anggota Cosmic Dawn Center, termasuk John Weaver. Dia baru-baru ini mengawasi pengumpulan, katalogisasi, dan analisis 1,7 juta galaksi di bidang COSMOS.

Sekarang kita tahu bahwa inti galaksi aktif ada, kita dapat menargetkan galaksi satu per satu. Pengamatan tindak lanjut yang mendalam di masa depan – misalnya dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb yang baru – akan memberikan lebih banyak bukti untuk skenario yang diusulkan.

John Weaver, Ph.D. Mahasiswa, Cosmic Dawn Center

Referensi jurnal:

ini bagus., dan lain-lain. (2022) COSMOS2020: Aktivitas AGN skala besar dari galaksi diam besar pada 0 z <5 Diungkapkan oleh X-Ray dan Radio Stacking. Jurnal Astrofisika. doi.org/10.3847/1538-4357/ac5aaf.

sumber: https://science.ku.dk/english