Data Terbaru JWST Mengungkap Bahwa Akresi ke Dalam Mendominasi Pengisian Bahan Bakar Lubang Hitam di Galaksi Circinus

Data inframerah terbaru dengan fidelitas tinggi dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) mengenai Galaksi Circinus kini menantang asumsi astrofisika yang telah lama dipegang terkait mekanisme pengisian bahan bakar lubang hitam supermasif. Observasi mendalam ini difokuskan pada lingkungan terdekat dari lubang hitam di dalam galaksi spiral tersebut, yang terletak sekitar 13 juta tahun cahaya dari Bumi, atau setara dengan 4,0 Megaparsek. Citra mendetail ini secara langsung membantah konsensus historis yang menyatakan bahwa aliran keluar materi berenergi tinggi yang kuat adalah sumber utama cahaya inframerah di dekat inti galaksi yang aktif.

Analisis terhadap data Webb menunjukkan bahwa proses yang berlawanan justru lebih dominan dalam sistem ini: sebagian besar material berdebu yang panas berputar ke dalam untuk memberi makan lubang hitam supermasif di pusatnya. Material ini menumpuk di tepi bagian dalam sistem akresi, yang sering kali terstruktur sebagai torus, yang sangat krusial bagi pertumbuhan lubang hitam dan evolusi galaksi induknya secara keseluruhan. Secara kuantitatif, sekitar 87% emisi inframerah dari debu panas kini dikaitkan dengan material yang mengalir ke dalam ini. Sebaliknya, kurang dari 1% emisi yang dapat dikaitkan dengan materi yang dikeluarkan dalam aliran keluar, yang mengonfirmasi bahwa konsumsi materi jauh melebihi jumlah yang dibuang ke luar angkasa.

Temuan ini menyelesaikan konflik signifikan yang telah bertahan dalam model-model astrofisika sejak tahun 1990-an, yang sebelumnya tidak dapat menjelaskan kelebihan emisi inframerah yang diamati dari inti galaksi aktif. Untuk mencapai kejelasan ini, tim peneliti menggunakan teknik inovatif yang melibatkan mode Aperture Masking Interferometer (AMI) pada instrumen Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) milik JWST. Metode ini secara efektif mengubah bukaan penuh teleskop menjadi susunan interferometrik menggunakan masker khusus dengan tujuh lubang kecil, yang menghasilkan pola interferensi untuk mengungkap detail yang sebelumnya tersembunyi oleh keterbatasan optik konvensional.

Rekan penulis Joel Sánchez-Bermúdez dari UNAM mencatat bahwa mode pencitraan canggih ini secara efektif menggandakan resolusi pada wilayah langit yang terbatas, menghasilkan gambar yang dua kali lebih tajam dibandingkan pencitraan langsung biasa. Observasi ini merupakan keberhasilan pertama penggunaan interferometer inframerah berbasis ruang angkasa untuk mempelajari target ekstragalaksi secara mendalam. Penulis utama Enrique López-Rodríguez dari University of South Carolina menyatakan bahwa kumpulan data baru ini akhirnya mendamaikan perbedaan dengan model-model sebelumnya mengenai tanda-tanda inframerah dari inti galaksi aktif yang selama ini menjadi misteri bagi para ilmuwan.

Galaksi Circinus, yang diklasifikasikan sebagai galaksi Seyfert Tipe II, secara historis menghadirkan tantangan observasi yang besar karena posisinya yang berada empat derajat di bawah bidang Galaksi, menyebabkan pengaburan signifikan oleh debu antarbintang. Studi resolusi tinggi sebelumnya, seperti yang dilakukan dengan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), menunjukkan bahwa lubang hitam Circinus hanya mengonsumsi sekitar 3 persen gas yang mendekat, dengan radiasi mendorong sisanya kembali dalam aliran turbulen. Namun, data JWST yang diterbitkan dalam jurnal Nature ini memberikan konteks inframerah yang krusial bagi proses tersebut. Tim peneliti berencana untuk menerapkan teknik yang telah divalidasi ini ke jajaran lubang hitam yang lebih luas untuk menentukan apakah dinamika pemberian makan yang diamati di Circinus merupakan karakteristik universal dari fenomena kosmik tersebut.