Lubang hitam aktif mungkin turut membentuk kawasan kelahiran bintang

Lubang hitam supermasif yang sedang aktif mengakresi bahan mungkin bukan sekadar penghalang kepada pembentukan bintang dalam galaksi. Kajian terhadap sembilan galaksi Seyfert berdekatan menemukan satu pola ruang yang berulang: cincin atau lengkok pembentukan bintang, kon gas terion yang disinari oleh nukleus galaksi aktif (AGN), serta kejutan pantas berhampiran pusat galaksi. Secara bersama, ciri-ciri ini menunjukkan aktiviti lubang hitam dan kelahiran bintang boleh saling berkait rapat. 12

Corak yang ditemui dalam sembilan galaksi

Pasukan penyelidik melaporkan cincin atau lengkok pembentukan bintang pada jejari unjuran kira-kira 0.8 hingga 6 kiloparsec dari pusat sembilan galaksi itu. Mereka juga mengesan kawasan gas terion berbentuk kon—sering kali dua kon yang bertentangan arah, atau bikon—yang memanjang pada skala kiloparsec, serta kawasan pusat yang didominasi kejutan pantas. Kawasan yang dikuasai kejutan semata-mata pula mengelilingi kejutan pusat dan muncul secara setempat dalam sebahagian cincin pembentukan bintang. 2

AGN ialah kawasan pusat galaksi yang sangat terang, dikuasakan apabila bahan jatuh ke arah lubang hitam supermasif. Sinaran, angin atau jet daripada AGN boleh memindahkan tenaga kepada gas di sekelilingnya. Peta baharu ini menunjukkan proses itu bukan berlaku jauh dan terasing daripada pembentukan bintang; sebaliknya, ia berlaku dalam struktur gas yang turut melahirkan bintang baharu. 12

Cara cahaya daripada bintang, AGN dan kejutan diasingkan

Cabaran utama kajian seperti ini ialah gas yang dirangsang oleh bintang muda, sinaran AGN dan kejutan boleh menghasilkan isyarat garis pancaran optik yang bertindih. Untuk membezakannya, penyelidik menganalisis pemerhatian beresolusi ruang daripada instrumen Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) pada Very Large Telescope milik Balai Cerap Selatan Eropah (ESO), lalu menggunakan diagnostik teori tiga dimensi yang direka untuk memisahkan tiga punca pengujaan tersebut. 14

Kaedah ini membolehkan mereka memetakan kawasan yang didominasi oleh setiap proses, bukannya menganggap pancaran di pusat galaksi sebagai satu isyarat bercampur. Pemerhatian sinar-X mendalam daripada Chandra turut memberikan sokongan bebas terhadap tafsiran struktur pusat yang berkaitan dengan AGN. 12

Mengapa arah kejutan itu penting

Kawasan kejutan pantas di pusat galaksi lazimnya memanjang tegak lurus terhadap bikon pengionan AGN. Geometri yang berulang ini penting kerana ia selaras dengan interaksi antara tenaga yang dipacu AGN dan medium antara bintang di sekelilingnya, bukan sekadar pertindihan ciri yang tidak berkaitan apabila dilihat dari arah Bumi. 2

Penulis kajian menyifatkan pola itu sebagai secara umum konsisten dengan interaksi antara jet dan medium antara bintang. Jika jet lemah, interaksi antara angin AGN dengan gas juga mungkin memainkan peranan penting. Dalam kedua-dua keadaan, kejutan boleh mengganggu dan memampatkan gas, sekali gus mengubah keadaan bahan mentah yang boleh membentuk bintang. 1

Gambaran yang lebih bernuansa tentang maklum balas AGN

Pandangan ringkas yang lazim ialah maklum balas AGN menekan pembentukan bintang: lubang hitam aktif memanaskan gas atau menolaknya keluar dari galaksi, menjadikan gas sukar membentuk bintang. Kajian ini tidak menafikan mekanisme tersebut, dan tidak membuktikan AGN sentiasa mencetuskan pembentukan bintang. Para penulis juga menegaskan bahawa cincin yang diperhatikan boleh diterangkan oleh gas yang terkumpul pada resonans dipacu palang galaksi. 1

Sebaliknya, bukti ini mencadangkan gambaran yang bergantung pada keadaan setempat. Gas boleh mengalir untuk membekalkan bahan kepada lubang hitam; AGN kemudian boleh menyinari galaksi dan menghasilkan aliran keluar atau kejutan; interaksi itu pula boleh mengagih semula, memampatkan atau mengganggu gas sekeliling. Bergantung pada keadaan tempatan, hasilnya boleh menekan pembentukan bintang, wujud serentak dengannya, atau berpotensi mewujudkan keadaan yang lebih sesuai untuknya. 12

Pengajaran utama kajian ini juga melibatkan kaedah penyelidikan: untuk menentukan sama ada AGN sedang menghalang atau membantu pembentukan bintang, pengujaan akibat kejutan perlu dipisahkan daripada pengionan oleh bintang dan AGN. Tanpa pemisahan itu, peranan maklum balas daripada lubang hitam mudah ditafsirkan secara silap. 14