Nationalgeographic.co.id—Sebuah tim ilmuwan internasional telah mencapai tonggak sejarah. Mereka berhasil mengamati secara langsung cincin berdebu terdalam yang telah lama dicari di sekitar lubang hitam supermasif pada sudut yang tepat terhadap jet yang muncul. Struktur seperti itu diperkirakan ada di inti galaksi tetapi sulit untuk diamati secara langsung karena material yang mengintervensi mengaburkan garis pandang kita.
Kini cakram bagian dalam dideteksi menggunakan resolusi spasial tertinggi dalam panjang gelombang inframerah yang pernah dilakukan untuk objek ekstragalaktik. Penemuan baru ini dipublikasikan di Astrophysical Journal pada 17 November dengan judul “The Dust Sublimation Region of the Type 1 AGN NGC 4151 at a Hundred Microarcsecond Scale as Resolved by the CHARA Array Interferometer.”
"Ini adalah langkah maju yang sangat menarik untuk melihat wilayah dalam galaksi yang jauh dengan detail yang begitu halus," kata Gail Schaefer, Associate Director Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA) Array.
Lubang hitam supermasif diperkirakan ada di pusat setiap galaksi besar. Saat material di wilayah sekitarnya ditarik ke tengah, gas membentuk struktur seperti cakram yang panas dan terang. Dalam beberapa kasus, semburan jet muncul dari sekitar lubang hitam dengan arah tegak lurus terhadap piringan. Namun, struktur datar yang pada dasarnya adalah 'mesin' sistem lubang hitam supermasif aktif ini, belum pernah terlihat secara langsung. Dikarenakan terlalu kecil untuk ditangkap oleh teleskop konvensional.
Salah satu cara untuk mendekati struktur ini adalah dengan melihat langsung 'cincin berdebu' luar, gas antarbintang yang mengandung butiran debu, partikel padat kecil yang terbuat dari elemen berat, yang hanya dapat bertahan di wilayah luar yang suhunya cukup rendah. Debu yang dipanaskan memancarkan radiasi infra merah termal. Dengan demikian akan terlihat seperti cincin luar di sekitar lubang hitam, jika sistem pusat memang memiliki struktur datar. Deteksi strukturnya akan menjadi langkah kunci untuk menggambarkan cara kerja mesin pusat ini.
Upaya untuk melihat struktur ini dari arah tepi sulit dilakukan, karena sistem dikaburkan oleh debu yang sama yang bertindak sebagai penyerap cahaya. Sebaliknya, dalam penyelidikan baru, tim berfokus pada sistem dengan tampilan langsung, objek paling terang di alam semesta terdekat. Namun, pendeteksian membutuhkan resolusi spasial yang sangat tinggi dalam panjang gelombang inframerah. Pada saat yang sama, sejumlah besar teleskop yang ditata dengan tepat untuk mengamati objek pada orientasi yang berbeda.
Interferometer CHARA Array Universitas Negeri Georgia di Observatorium Mount Wilson di California adalah satu-satunya fasilitas yang memenuhi kedua persyaratan ini. Array terdiri dari 6 teleskop, yang masing-masing memiliki cermin berdiameter 1 meter. Jika digabungkan, dapat mencapai resolusi spasial teleskop yang jauh lebih besar. Dengan CHARA Array, tim akhirnya mendeteksi cincin berdebu, di sudut kanan jet yang muncul di pusat galaksi yang disebut NGC 4151.
"Kami telah berharap untuk melihat struktur ini dalam objek nukleus telanjang untuk waktu yang sangat lama," kata Makoto Kishimoto, peneliti utama proyek di Universitas Sangyo Kyoto.
Baca Juga: Teleskop James Webb Menguak Galaksi Awal Alam Semesta yang Tersembunyi
Baca Juga: Mengejutkan, Penggabungan Galaksi Ini Belum Pernah Terjadi Sebelumnya
Baca Juga: James Webb Mengungkap Galaksi Berkilau dengan Gugusan Bintang Tertua
Setiap teleskop baru-baru ini menambahkan sistem baru yang disebut "optik adaptif". "Ini sangat meningkatkan tingkat injeksi cahaya, mengkompensasi cermin pengumpul yang relatif kecil untuk mengamati target ekstragalaktik, yang jauh lebih redup daripada target bintang yang biasanya diamati di Galaksi kita." kata Matt Anderson, seorang peneliti postdoctoral di CHARA Array yang memainkan peran penting dalam melakukan pengamatan.
Selama hampir 40 tahun terakhir, para peneliti di lapangan percaya bahwa cincin berdebu ini adalah kunci untuk memahami karakteristik yang berbeda dari sistem lubang hitam supermasif yang bertambah. Sifat-sifat yang kita amati bergantung pada apakah kita memiliki pandangan kabur, samar-samar, atau pandangan langsung yang jelas dari inti galaksi aktif. Deteksi struktur seperti cincin ini memvalidasi model ini.
Selain itu, pendeteksian mungkin bukan hanya indikasi struktur datar. Studi tambahan telah menunjukkan bahwa struktur yang terlihat pada panjang gelombang inframerah yang sedikit lebih panjang. Ini sesuai dengan wilayah luar yang lebih besar, tampak memanjang di sepanjang pancaran, dan bukan pada sudut yang tepat. Ini telah ditafsirkan sebagai indikasi angin berdebu yang bertiup ke arah jet. Temuan saat ini bahwa struktur bagian dalam terlihat datar dan tegak lurus terhadap jet, merupakan hubungan penting dengan struktur berangin dan interaksinya dengan seluruh galaksi yang mengelilingi sistem lubang hitam aktif.