blog.fcuzhhorod.com

Chris Impey, astronom di Universitas Arizona, menjelaskan bagaimana tim mendapatkan gambar ini dan mengapa ini menjadi masalah besar.

Pada 12 Mei 2022, para astronom di tim Event Horizon Telescope merilis gambar lubang hitam bernama Sagitarius A* yang terletak di pusat galaksi Bima Sakti. Chris Impey, astronom di Universitas Arizona, menjelaskan bagaimana tim mendapatkan gambar ini dan mengapa ini menjadi masalah besar.

1. Apa itu Sagitarius A*?

Sagitarius A* berada di pusat galaksi Bima Sakti kita, menuju konstelasi Sagitarius. Selama beberapa dekade, para astronom telah melakukannya mengukur semburan gelombang radio dari sumber yang sangat kompak di sana.

Pada tahun 1980an, dua tim astronom mulai melacak pergerakan bintang di dekat sumber gelombang radio misterius ini. Mereka melihat bintang-bintang mengorbit objek gelap dengan kecepatan hingga sepertiga kecepatan cahaya. Gerakan mereka menunjukkan bahwa di pusat Bima Sakti terdapat sebuah lubang hitam 4 juta kali massa Matahari. Reinhard Genzel dan Andrea Ghez kemudian Hadiah Nobel Fisika untuk penemuan ini.

Ukuran lubang hitam ditentukan oleh ukurannya cakrawala peristiwa – jarak dari pusat lubang hitam di mana tidak ada yang bisa lolos. Para ilmuwan sebelumnya telah menghitung bahwa Sagitarius A* berdiameter 16 juta mil (26 juta kilometer).

Lubang hitam di Bima Sakti sangat besar jika dibandingkan dengan lubang hitam di Bima Sakti lubang hitam tertinggal ketika bintang masif mati. Namun para astronom memperkirakan terdapat lubang hitam supermasif di pusat hampir semua galaksi. Dibandingkan dengan kebanyakan dari mereka, Sagitarius A* kurus dan biasa-biasa saja.

2. Apa yang ditunjukkan oleh gambar baru?

Lubang hitam sendiri benar-benar gelap, karena tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat lepas dari gravitasinya. Namun lubang hitam dikelilingi oleh awan gas, dan para astronom dapat mengukur gas ini untuk mendapatkan gambar lubang hitam di dalamnya. Wilayah gelap tengah pada gambar adalah bayangan yang ditimbulkan oleh lubang hitam pada gas. Cincin terang adalah gas yang bersinar itu sendiri. Titik terang di cincin tersebut menunjukkan area gas yang lebih panas yang mungkin suatu saat akan jatuh ke dalam lubang hitam.

Beberapa gas yang terlihat pada gambar sebenarnya berada di belakang Sagitarius A*. Cahaya dari gas tersebut dibelokkan ke arah Bumi oleh gravitasi lubang hitam yang kuat. Efek ini disebut lensa gravitasiadalah prediksi inti Relativitas umum.

3. Apa saja yang terlibat dalam produksi gambar ini?

Lubang hitam supermasif sangat sulit diukur. Mereka berada jauh dan diselimuti oleh gas dan debu yang menyumbat pusat galaksi. Ukurannya juga relatif kecil dibandingkan dengan luasnya. Dari lokasi Sagitarius A*, yang berjarak 26.000 tahun cahaya di pusat Bima Sakti, hanya 1 dari 10 miliar foton cahaya tampak yang dapat mencapai Bumi – sebagian besar diserap oleh gas di sepanjang perjalanan. Gelombang radio lebih mudah melewati gas dibandingkan cahaya tampak, sehingga para astronom mengukur emisi radio dari gas yang mengelilingi lubang hitam. Warna oranye pada gambar merupakan representasi dari gelombang radio tersebut.

Tim yang digunakan delapan teleskop radio tersebar di seluruh dunia untuk mengumpulkan data tentang lubang hitam selama lima malam di tahun 2017. Setiap malam menghasilkan begitu banyak data sehingga tim tidak dapat mengirimkannya melalui Internet – mereka harus mengirimkan hard drive fisik untuk memproses data tersebut.

Karena lubang hitam sangat sulit dilihat, terdapat banyak ketidakpastian dalam data yang dikumpulkan teleskop. Untuk mengubah semua ini menjadi gambar yang akurat, tim menggunakan superkomputer untuk menghasilkan jutaan gambar berbeda, masing-masing merupakan versi lubang hitam yang layak secara matematis berdasarkan data yang dikumpulkan dan hukum fisika. Mereka kemudian menyatukan semua gambar ini untuk menghasilkan gambar akhir, indah, dan akurat. Waktu pemrosesannya setara dengan menjalankan 2.000 laptop dengan kecepatan penuh selama setahun.

4. Mengapa citra baru ini begitu penting?

Pada tahun 2019, tim Event Horizon Telescope menemukan gambar pertama lubang hitam – yang ini di pusat galaksi M87. Lubang hitam di pusat galaksi ini, yang disebut M87*, berukuran 2.000 kali lebih besar dari Sagitarius A* dan 7 miliar kali massa Matahari. Namun karena Sagitarius A* 2.000 kali lebih dekat ke Bumi dibandingkan M87*, teleskop Event Horizon mampu mengamati kedua lubang hitam pada resolusi yang sama – sehingga memberikan kesempatan bagi para astronom untuk mempelajari alam semesta dengan mengamati keduanya secara perbandingan.

Kesamaan antara kedua gambar tersebut sangat mencolok karena bintang kecil dan galaksi kecil terlihat dan berperilaku sangat berbeda dibandingkan bintang atau galaksi besar. Lubang hitam adalah satu-satunya objek yang ada yang hanya mematuhi satu hukum alam – gravitasi. Dan gravitasi tidak peduli dengan skala.

Selama beberapa dekade terakhir, para astronom mengira terdapat lubang hitam masif di pusatnya hampir setiap galaksi. Meskipun M87* adalah lubang hitam yang sangat besar, Sagitarius A* mungkin sangat mirip dengan ratusan miliar lubang hitam di pusat galaksi lain di alam semesta.

5. Pertanyaan ilmiah apa yang dapat dijawab oleh hal ini?

Masih banyak lagi ilmu pengetahuan yang bisa dilakukan dari data yang dikumpulkan tim.

Salah satu pertanyaan menarik berasal dari fakta bahwa gas di sekitar Sagitarius A* bergerak mendekati kecepatan cahaya. Sagitarius A* relatif kecil dan penting menetes ke dalamnya dengan sangat lambat – jika seukuran manusia, ia akan mengonsumsi sebutir beras setiap juta tahun. Namun dengan mengambil banyak gambar, aliran materi di sekitar dan di dalam lubang hitam dapat dilihat secara real time. Hal ini akan memungkinkan ahli astrofisika mempelajari bagaimana lubang hitam mengonsumsi materi dan tumbuh.

Sebuah gambar dapat menyampaikan ribuan kata, dan gambar baru ini telah dihasilkan 10 makalah ilmiah. Saya berharap lebih banyak lagi yang akan datang. – Percakapan | Rappler.com

Chris Impey adalah Profesor Astronomi Terhormat Universitas di Universitas Arizona.

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