Alam semesta awal adalah tempat yang kacau di mana galaksi sering bertabrakan dan bahkan bergabung menjadi satu. Dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA dan observatorium berbasis ruang angkasa dan darat lainnya, para astronom telah membuat penemuan terkait sepasang quasar yang terikat secara gravitasi, berkobar di dalam dua galaksi yang bergabung.
Quasar adalah benda terang. Objek ini ditenagai oleh lubang hitam supermasif yang rakus yang menyemburkan air mancur energi yang ganas saat mereka melahap gas, debu, dan apa pun dalam genggaman gravitasi.
NASA menemukan sepasang quasar yang terikat secara gravitasi, keduanya berkobar di dalam dua galaksi yang bergabung. Mereka ada ketika alam semesta baru berusia 3 miliar tahun.
"Kami tidak melihat banyak quasar ganda pada masa awal di alam semesta. Dan itulah mengapa penemuan ini sangat menarik," kata mahasiswa pascasarjana Yu-Ching Chen dari University of Illinois di Urbana-Champaign, penulis utama studi ini seperti dikutip Science Daily.
Menemukan quasar biner yang dekat adalah bidang penelitian yang relatif baru yang baru saja dikembangkan dalam 10 hingga 15 tahun terakhir. Dengan observatorium baru yang kuat saat ini telah memungkinkan para astronom untuk mengidentifikasi contoh di mana dua quasar aktif pada waktu yang sama dan cukup dekat sehingga pada akhirnya mereka akan bergabung.
Ada semakin banyak bukti bahwa galaksi-galaksi besar dibangun melalui penggabungan. Sistem yang lebih kecil bersatu untuk membentuk sistem yang lebih besar dan struktur yang lebih besar. Selama proses itu seharusnya ada sepasang lubang hitam supermasif yang terbentuk di dalam penggabungan galaksi.
"Mengetahui tentang populasi nenek moyang lubang hitam pada akhirnya akan memberitahu kita tentang kemunculan lubang hitam supermasif di alam semesta awal, dan seberapa sering penggabungan itu terjadi," kata Chen.
"Kami mulai mengungkap puncak gunung es dari populasi quasar biner awal," kata Xin Liu dari University of Illinois di Urbana-Champaign. "Ini adalah keunikan dari penelitian ini. Ini benar-benar memberitahu kita bahwa populasi ini ada, dan sekarang kita memiliki metode untuk mengidentifikasi quasar ganda yang terpisah kurang dari ukuran satu galaksi," imbuh dia.
Ini adalah pencarian tumpukan jerami yang membutuhkan kekuatan gabungan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA dan WM Observatorium Keck di Hawaii. Pengamatan multi-panjang gelombang dari International Gemini Observatory di Hawaii, Karl G Jansky Very Large Array dari NSF di New Mexico, dan Observatorium Sinar-X Chandra NASA juga berkontribusi untuk memahami duo dinamis ini.
Pengamatan lain dilakukan dari observatorium ruang angkasa Gaia ESA milik Badan Antariksa Eropa membantu mengidentifikasi quasar ganda ini sejak awal. "Sensitivitas dan resolusi Hubble memberikan gambar yang memungkinkan kami mengesampingkan kemungkinan lain untuk apa yang kami lihat," kata Chen.
Hubble menunjukkan, dengan tegas, bahwa ini memang sepasang lubang hitam supermasif asli, bukan dua gambar quasar yang sama yang dibuat oleh lensa gravitasi latar depan. Penginderaan Hubble menunjukkan fitur pasang surut dari penggabungan dua galaksi, di mana gravitasi mendistorsi bentuk galaksi membentuk dua ekor bintang.
Namun, resolusi tajam Hubble saja tidak cukup baik untuk mencari suar cahaya ganda ini. Para peneliti meminta Gaia, yang diluncurkan pada 2013, untuk menentukan kandidat quasar ganda yang potensial. Gaia mengukur posisi, jarak, dan gerakan benda langit terdekat dengan sangat tepat.
Namun dalam teknik baru, itu bisa digunakan untuk menjelajahi alam semesta yang jauh. Database besar Gaia dapat digunakan untuk mencari quasar yang meniru gerakan semu bintang terdekat. Quasar muncul sebagai objek tunggal dalam data Gaia karena letaknya sangat berdekatan.
Gaia dapat mendeteksi goncangan halus dan tak terduga yang meniru perubahan posisi beberapa quasar yang diamatinya. Pada kenyataannya, quasar tidak bergerak di ruang angkasa dengan cara yang terukur. Goncangan mereka bisa menjadi bukti fluktuasi acak cahaya karena setiap anggota pasangan quasar memiliki kecerahan yang bervariasi pada rentang waktu hari hingga bulan, tergantung pada jadwal makan lubang hitam mereka.
Kecerahan bolak-balik antara pasangan quasar ini mirip dengan melihat sinyal perlintasan kereta api dari kejauhan. Saat lampu di kedua sisi sinyal stasioner berkedip secara bergantian, tanda tersebut memberikan ilusi "bergoyang". hay/I-1
