blog.fcuzhhorod.com

Untuk menemukan lubang hitam yang tak kasat mata, tim ilmuwan harus menggabungkan dua jenis observasi berbeda selama beberapa tahun

Astronom terkenal bentak yang pertama gambar langsung lubang hitam pada tahun 2019, berkat material yang bersinar di hadapannya. Namun banyak lubang hitam yang sebenarnya hampir mustahil untuk dideteksi. Sekarang tim lain yang Teleskop Luar Angkasa Hubble tampaknya akhirnya menemukan sesuatu yang belum pernah dilihat siapa pun sebelumnya: lubang hitam yang sama sekali tidak terlihat. Penelitian itu, yaitu diposting daring dan diserahkan untuk dipublikasikan di Jurnal Astrofisika, belum melalui tinjauan sejawat.

Lubang hitam adalah sisa-sisa bintang masif setelah mati dan intinya runtuh. Mereka sangat padat, dengan gravitasi yang sangat kuat sehingga tidak ada yang bisa bergerak cukup cepat untuk menghindarinya, termasuk cahaya. Para astronom adalah bersemangat untuk belajar lubang hitam karena mereka dapat memberi tahu kita banyak hal tentang cara bintang mati. Dengan mengukur massa lubang hitam, kita dapat mempelajari apa yang terjadi pada saat-saat terakhir bintang, ketika intinya runtuh dan lapisan luarnya terlepas.

Tampaknya lubang hitam tidak terlihat menurut definisinya – lagipula, lubang hitam mendapatkan namanya karena kemampuannya dalam memerangkap cahaya. Namun kita masih bisa mendeteksinya melalui cara mereka berinteraksi dengan objek lain berkat gravitasinya yang kuat. Ratusan lubang hitam kecil telah terdeteksi melalui cara mereka berinteraksi dengan bintang lain.

Ada dua pendekatan berbeda untuk pendeteksian tersebut. Di dalam “Bintang biner sinar-X” – di mana sebuah bintang dan lubang hitam mengorbit pada pusat yang sama sambil menghasilkan sinar-X – medan gravitasi lubang hitam dapat menarik material dari pasangannya. Materi tersebut mengelilingi lubang hitam dan memanas akibat gesekan. Itu bahan panas bersinar terang dalam cahaya sinar-X, membuat lubang hitam terlihat, sebelum tersedot ke dalam lubang hitam dan menghilang. Anda juga dapat mendeteksi pasangan lubang hitam saat mereka bergabung, berputar ke dalam, dan sekilas gelombang gravitasiyang merupakan riak dalam ruangwaktu.

Namun, ada banyak lubang hitam licik yang melayang di luar angkasa tanpa berinteraksi dengan apa pun sehingga sulit dideteksi. Ini menjadi masalah karena jika kita tidak dapat mendeteksi lubang hitam yang terisolasi, maka kita tidak dapat mempelajarinya bagaimana mereka terbentuk dan tentang matinya bintang-bintang dari mana mereka berasal.

Cakrawala baru yang gelap

Untuk menemukan lubang hitam yang tak kasat mata, tim ilmuwan harus menggabungkan dua jenis observasi berbeda selama beberapa tahun. Pencapaian mengesankan ini menjanjikan cara baru untuk menemukan kelas lubang hitam terisolasi yang sebelumnya sulit dipahami.

Itu dari Einstein Teori Relativitas Umum memperkirakan bahwa benda berukuran besar akan membelokkan cahaya saat melewatinya. Ini berarti bahwa setiap cahaya yang bergerak sangat dekat dengan lubang hitam yang tidak terlihat – namun tidak cukup dekat untuk masuk ke dalamnya – akan dibelokkan dengan cara yang mirip dengan cahaya yang melewati lensa. Itu disebut lensa gravitasi, dan dapat dilihat ketika objek latar depan sejajar dengan objek latar belakang dan membelokkan cahayanya. Metode ini telah digunakan untuk mempelajari segala sesuatu mulai dari gugus galaksi hingga planet di sekitar bintang lain.

Penulis penelitian baru ini menggabungkan dua jenis observasi pelensaan gravitasi dalam pencarian lubang hitam. Ini dimulai dengan mereka memperhatikan cahaya dari bintang jauh yang tiba-tiba membesar, membuatnya tampak lebih terang sebentar sebelum kembali normal. Namun, mereka tidak dapat melihat objek apa pun di latar depan yang menyebabkan pembesaran melalui proses pelensaan gravitasi. Hal ini menunjukkan bahwa objek tersebut mungkin merupakan lubang hitam soliter, sesuatu yang belum pernah terlihat sebelumnya. Masalahnya, bisa jadi ia hanya sebuah bintang redup.

Menentukan apakah itu lubang hitam atau bintang redup memerlukan banyak usaha, dan di situlah jenis pengamatan pelensaan gravitasi kedua diperlukan. Para penulis mengambil gambar berulang kali dengan Hubble selama enam tahun dan mengukur seberapa jauh bintang tersebut tampak bergerak ketika cahayanya dibelokkan.

Hal ini akhirnya memungkinkan mereka menghitung massa dan jarak benda yang menyebabkan efek pelensaan. Mereka menemukan bahwa massanya sekitar tujuh kali massa Matahari kita, sekitar 5.000 tahun cahaya jauhnya, yang terdengar jauh namun sebenarnya relatif dekat. Bintang sebesar dan sedekat itu seharusnya dapat terlihat oleh kita. Karena kita tidak dapat melihatnya, mereka menyimpulkan bahwa itu pastilah lubang hitam yang terisolasi.

Tidak mudah melakukan observasi sebanyak itu dengan observatorium seperti Hubble. Teleskop ini sangat populer dan terdapat banyak persaingan pada masanya. Dan mengingat sulitnya memastikan objek seperti ini, Anda mungkin berpikir prospek untuk menemukan lebih banyak objek seperti ini tidaklah bagus. Untungnya, kita berada di awal revolusi astronomi. Hal ini berkat fasilitas generasi baru, termasuk yang berkelanjutan Rekaman Gaiadan muncul Observatorium Vera Rubin Dan Teleskop Luar Angkasa Romawi Nancy Gracesemuanya akan melakukan pengukuran berulang-ulang pada sebagian besar langit dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Ini akan menjadi hal yang sangat besar untuk semua bidang astronomi. Dengan melakukan pengukuran secara teratur dan berpresisi tinggi pada sebagian besar langit, kita akan menyelidiki secara massal hal-hal yang berubah dalam rentang waktu yang sangat singkat. Kita akan mempelajari berbagai hal seperti asteroid, bintang yang meledak yang dikenal sebagai supernova, dan planet yang mengelilingi bintang lain dengan cara baru.

Terkait pencarian lubang hitam yang tak terlihat, ini berarti bahwa alih-alih merayakan penemuan hanya satu lubang hitam, kita mungkin akan segera menemukan begitu banyak lubang hitam sehingga hal ini menjadi rutinitas. Hal ini akan memungkinkan kita untuk mengisi kesenjangan dalam pemahaman kita tentang kematian bintang dan penciptaan lubang hitam.

Pada akhirnya, lubang hitam galaksi yang tidak terlihat akan semakin sulit disembunyikan. – Percakapan | Rappler.com

Adam McMaster adalah Mahasiswa Riset Pascasarjana (PhD) Astronomi di Universitas Terbuka.

Andrew Norton adalah seorang profesor pendidikan astrofisika di Universitas Terbuka.

Artikel ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca artikel asli.