25.4 C
Jakarta

Pesawat Luar Angkasa XRISM Mendeteksi Tanda Tangan Besi di Galaksi Aktif Terdekat

Published:

Gambar komposit ini menunjukkan wilayah tengah galaksi spiral NGC 4151. Di tengahnya, sinar-X (biru) dari Observatorium Sinar-X Chandra digabungkan dengan data optik (kuning) yang menunjukkan hidrogen bermuatan positif dari pengamatan dengan jarak 1 meter. Teleskop Jacobus Kapteyn di La Palma di Kepulauan Canary. Warna merah di sekitar tengah menunjukkan hidrogen netral yang terdeteksi oleh observasi radio dengan Very Large Array milik National Science Foundation di New Mexico. Kredit: sinar-X, NASA/CXC/CfA/J.Wang dkk.; optik, Grup Teleskop Isaac Newton, Teleskop La Palma/Jacobus Kapteyn; radio, NSF/NRAO/VLA

Misi XRISM telah mengungkap data penting tentang supermasif lubang hitam di pusat galaksi NGC 4151, meningkatkan pemahaman tentang interaksi lubang hitam-lingkungan.

Setelah memulai operasi sains pada bulan Februari, XRISM (Misi Pencitraan dan Spektroskopi Sinar-X) yang dipimpin Jepang mempelajari lubang hitam monster di pusat galaksi NGC 4151.

“Instrumen Resolve XRISM menangkap spektrum detail area di sekitar lubang hitam,” kata Brian Williams, NASAilmuwan proyek untuk misi di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard di Greenbelt, Maryland. “Puncak dan penurunannya seperti sidik jari kimia yang dapat memberi tahu kita unsur apa yang ada dan mengungkap petunjuk tentang nasib materi saat mendekati lubang hitam.”

XRISM (diucapkan “crism”) dipimpin oleh JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) bekerja sama dengan NASA, bersama dengan kontribusi dari ESA (European Space Agency). Diluncurkan pada 6 September 2023. NASA dan JAXA mengembangkan Resolve, spektrometer mikrokalorimeter misi.

Instrumen Resolve di XRISM (Misi Pencitraan dan Spektroskopi Sinar-X) menangkap data dari pusat galaksi NGC 4151, tempat lubang hitam supermasif secara perlahan memakan material dari piringan akresi di sekitarnya. Spektrum yang dihasilkan mengungkapkan keberadaan besi pada puncaknya sekitar 6,5 keV dan penurunannya sekitar 7 keV, cahaya yang ribuan kali lebih energik daripada apa yang dapat dilihat mata kita. Latar Belakang: Gambar NGC 4151 dibuat dari kombinasi sinar-X, optik, dan cahaya radio. Kredit: Spektrum: Resolusi JAXA/NASA/XRISM. Latar Belakang: Sinar-X, NASA/CXC/CfA/J.Wang dkk.; optik, Grup Teleskop Isaac Newton, Teleskop La Palma/Jacobus Kapteyn; radio, NSF/NRAO/VLA

NGC 4151: Galaksi Spiral Dengan Lubang Hitam Supermasif

NGC 4151 adalah galaksi spiral yang berjarak sekitar 43 juta tahun cahaya di konstelasi utara Canes Venatici. Lubang hitam supermasif di pusatnya memiliki massa lebih dari 20 juta kali massa Matahari.

Galaksi ini juga aktif, yang berarti pusatnya sangat terang dan bervariasi. Gas dan debu yang berputar menuju lubang hitam membentuk piringan akresi di sekitarnya dan memanas melalui gaya gravitasi dan gesekan, sehingga menciptakan variabilitas. Beberapa materi di tepi lubang hitam membentuk pancaran partikel kembar yang meledak dari setiap sisi piringan dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya. Awan material berbentuk donat yang disebut torus mengelilingi piringan akresi.

Lokasi Besi Disk Akresi Beranotasi

Konsep seniman ini menunjukkan kemungkinan lokasi besi yang terungkap dalam spektrum sinar-X XRISM di NGC 4151. Para ilmuwan mengira besi yang memancarkan sinar-X berada di piringan akresi panas, dekat lubang hitam. Besi penyerap sinar-X mungkin berada lebih jauh lagi, di awan material yang lebih dingin yang disebut torus. Kredit: Lab Gambar Konseptual Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA

Aspek Unik NGC 4151

Faktanya, NGC 4151 adalah salah satu galaksi aktif terdekat yang diketahui. Misi lain, termasuk Observatorium Sinar-X Chandra milik NASA dan Teleskop Luar Angkasa Hubble, telah mempelajarinya untuk mempelajari lebih lanjut tentang interaksi antara lubang hitam dan lingkungannya, yang dapat memberi tahu para ilmuwan bagaimana lubang hitam supermasif di pusat galaksi tumbuh seiring waktu kosmik.

Galaksi ini luar biasa terang dalam sinar-X, menjadikannya target awal yang ideal untuk XRISM.

Wawasan Dari Analisis Spektral XRISM

Spektrum Resolve pada NGC 4151 menunjukkan puncak tajam pada energi di bawah 6,5 keV (kiloelektron volt) — garis emisi besi. Para astronom berpendapat bahwa sebagian besar kekuatan galaksi aktif berasal dari sinar-X yang berasal dari daerah panas dan menyala di dekat lubang hitam. Sinar-X yang memantul dari gas yang lebih dingin di dalam piringan menyebabkan besi di sana berpendar, menghasilkan puncak sinar-X yang spesifik. Hal ini memungkinkan para astronom untuk memberikan gambaran yang lebih baik tentang piringan dan daerah letusan yang lebih dekat dengan lubang hitam.

Spektrumnya juga menunjukkan beberapa penurunan sekitar 7 keV. Besi yang terletak di torus juga menyebabkan penurunan ini, meskipun melalui penyerapan sinar-X, bukan emisi, karena material di sana jauh lebih dingin dibandingkan di dalam piringan. Semua radiasi ini 2.500 kali lebih berenergi dibandingkan cahaya yang dapat kita lihat dengan mata kita.

Besi hanyalah salah satu elemen yang dapat dideteksi oleh XRism. Teleskop juga dapat mendeteksi belerang, kalsium, argon, dan lainnya, tergantung sumbernya. Masing-masing memberi tahu ahli astrofisika sesuatu yang berbeda tentang fenomena kosmik yang tersebar di langit sinar-X.

XRISM adalah misi kolaboratif antara JAXA dan NASA, dengan partisipasi ESA. Kontribusi NASA mencakup partisipasi ilmu pengetahuan dari CSA (Badan Antariksa Kanada).

Related articles

Recent articles

spot_img