Tiga tahun lalu, komunitas ilmiah Event Horizon Telescope (EHT) mengejutkan dunia dengan foto pertama lubang hitam yang ditangkap di galaksi tetangga M87. Sekarang, tim yang sama untuk pertama kalinya menunjukkan bukti visual langsung dari dengan gambar pertama lubang hitam di galaksi kita, menggunakan pengamatan dari jaringan global teleskop radio.
Dalam artikel ini kami akan memberi tahu Anda bagaimana gambar lubang hitam di galaksi kita diperoleh dan apa akibatnya.
Tangkap gambar lubang hitam di galaksi kita
Ini adalah Sagitarius A*, sumber radiasi yang sangat bervariasi yang terus berubah. Para ilmuwan telah menggunakan algoritme selama bertahun-tahun untuk merekonstruksi evolusinya dari waktu ke waktu seolah-olah itu adalah "film", tetapi mereka sekarang telah berhasil dan membuat gambar diam mereka.
Selain satu set makalah yang diterbitkan dalam edisi khusus The Astrophysical Journal Letters, Tim Kolaborasi Event Horizon Telescope (EHT) meluncurkan tonggak sejarah hari ini di serangkaian konferensi pers internasional simultan di seluruh dunia.
"Ini adalah gambar pertama Sagitarius A*, lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti, yang 4 juta kali lebih besar dari Matahari. Kami memberikan bukti visual langsung pertama tentang keberadaan mereka," kata Sara Issaoun, Astrofisikawan Harvard A Center Research Fellow, berbicara di markas European Southern Observatory (ESO) di Munich, Jerman.
Hasilnya memberikan banyak bukti bahwa objek itu adalah lubang hitam dan memberikan petunjuk berharga tentang cara kerja bintang-bintang raksasa ini, yang dianggap sebagai pusat sebagian besar galaksi.
Menurut lebih dari 300 ilmuwan dari 80 pusat yang terlibat dalam penemuan itu, lubang raksasa "beratnya" sekitar 4 juta massa matahari, di wilayah yang tidak lebih besar dari tata surya kita, 27.000 tahun cahaya dari planet kita. Dari sudut pandang kami, itu adalah ukuran donat di bulan di langit.
bukti visual pertama
Gambar itu adalah tampilan yang sudah lama ditunggu-tunggu di objek besar di pusat galaksi kita. Para ilmuwan telah melihat bintang yang mengorbit beberapa objek yang sangat besar, kompak, dan tak terlihat di pusat Bima Sakti. Ini dengan kuat menunjukkan bahwa benda langit Sadge A* adalah lubang hitam.
Meskipun kita tidak dapat melihat lubang hitam itu sendiri karena benar-benar gelap, gas bercahaya yang mengelilinginya mengungkapkan ciri khas: wilayah tengah yang gelap (disebut bayangan) yang dikelilingi oleh struktur cincin yang terang. Tampilan baru menangkap cahaya yang ditekuk oleh gravitasi kuat lubang hitam.
"Kami terkejut bahwa ukuran cincin sangat cocok dengan prediksi teori relativitas umum Einstein," kata Geoffrey Bower, kepala ilmuwan proyek EHT di Institut Astronomi dan Astrofisika, Academia Sinica, Taipei. "Pengamatan yang belum pernah terjadi sebelumnya ini sangat meningkatkan pemahaman kita tentang apa yang terjadi di pusat galaksi kita dan memberikan wawasan baru tentang bagaimana lubang hitam raksasa berinteraksi dengan lingkungan mereka".
Mengamati objek yang begitu jauh akan membutuhkan teleskop seukuran Bumi, meskipun secara virtual atau setara, dan itulah yang dapat dicapai oleh EHT. Ini terdiri dari delapan teleskop radio yang terletak di Chili, Amerika Serikat, Meksiko, Spanyol dan Kutub Selatan. Di AS, dioperasikan oleh European Southern Observatory (ESO) dan mitra internasional lainnya di gurun Atacama di Chili, di Eropa Institute for Millimetric Radio Astronomy (IRAM) di Sierra Nevada (Granada) menonjol.
EHT mengamati Sagitarius A* selama beberapa malam berturut-turut, mengumpulkan data selama berjam-jam, mirip dengan menggunakan eksposur lama pada kamera diam. Di antara teleskop radio yang membentuk EHT, antena IRAM dari Panjang 30 meter memainkan peran penting dalam pengamatan, memungkinkan untuk mendapatkan gambar pertama.
Melalui teknik yang disebut very long reference interferometry (VLBI, yang menggunakan operasi matematika alih-alih lensa), sinyal dari semua teleskop radio telah digabungkan dan datanya diproses oleh algoritme dan superkomputer untuk merekonstruksi gambar sebaik mungkin.
Thalia Traianou, seorang peneliti di Institut Astrofisika Andalusia (IAA-CSIC), menambahkan: "Teknologi ini akan memungkinkan kita untuk mendapatkan gambar baru dari lubang hitam dan bahkan film."
Dua lubang hitam serupa
Mengenai gambar lubang hitam di galaksi M87 yang diambil pada tahun 2019, para ilmuwan sepakat bahwa kedua lubang hitam itu terlihat sangat mirip, meskipun lubang hitam di galaksi kita. itu lebih dari 1000 kali lebih kecil dan kurang masif dari M87*, yang berjarak 55 juta tahun cahaya. Bintang raksasa itu memiliki massa 6.500 miliar matahari dan diameter 9.000 miliar kilometer, yang berarti tata surya hingga Neptunus akan memasukinya.
"Kami memiliki dua jenis galaksi yang sama sekali berbeda dan dua massa lubang hitam yang sangat berbeda, tetapi di dekat tepi lubang hitam ini, mereka terlihat sangat mirip," kata Sera Markoff, ketua bersama Komite Sains EHT dan profesor astrofisika teoretis. di Universitas Amsterdam. Ini memberitahu kita bahwa relativitas umum mengatur objek-objek ini dari dekat, dan bahwa setiap perbedaan yang kita lihat lebih jauh disebabkan oleh perbedaan materi di sekitar lubang hitam. »
Beginilah cara Roberto Emparan, fisikawan teoretis dan profesor ICREA di Institut Kosmologi Universitas Barcelona, menjelaskannya kepada SMC Spanyol: "Saat ini, kita dapat mengatakan bahwa kesamaan antara gambar M87* dari 2019 dan gambar saat ini berasal dari SgrA * yang menunjukkan bahwa, terlepas dari ukuran lubang hitam, lingkungan yang paling dekat dengan lubang hitam sangat mirip. Pengamatan di masa depan akan memberi tahu kita lebih banyak tentang sifat-sifat materi di sekitar lubang hitam, dan kita mungkin dapat mengetahui apakah objek itu benar-benar seperti yang diprediksi oleh teori Einstein, atau 'penipu' atau 'peniru' yang lebih eksotis."
Gonzalo J. Olmo, profesor Departemen Fisika Teoritis dan IFIC dari Pusat Hibrida Universitas Valencia dan CSIC, dan Diego Rubiera-García, peneliti Bakat dari Departemen Fisika Teoritis Universitas Complutense Madrid bertepatan. "Meskipun objek ini seribu kali lebih besar dari objek yang diamati hari ini di Bima Sakti, kemiripannya dengan lubang hitam 'kecil' kami menunjukkan generalitas fisika yang menggambarkan objek-objek ini", mereka menekankan kepada SMC Spanyol.
Namun, hasil hari ini jauh lebih sulit daripada M87*, meskipun Sagitarius A* lebih dekat. Tim harus mengembangkan alat baru yang canggih untuk menjelaskan pergerakan gas di sekitar Sgr A*. Meskipun M87* adalah lensa yang lebih sederhana dan lebih stabil, hampir semua gambar terlihat sama, sedangkan Sgr A* tidak.
"Gas di dekat lubang hitam bergerak dengan kecepatan yang sama, hampir secepat cahaya, di dekat Sagitarius A* dan M87*," jelas ilmuwan EHT Chi-kwan Chan dari Steward Observatory dan Department of Astronomy and Data. University of Arizona, sementara gas membutuhkan waktu berhari-hari hingga berminggu-minggu untuk mengorbit M87* yang lebih besar, Sagitarius A* yang jauh lebih kecil menyelesaikan orbitnya dalam hitungan menit."
"Ini berarti bahwa kecerahan dan pola gas di sekitar Sagitarius A* berubah dengan cepat saat EHT bekerja sama untuk mengamatinya: ini seperti mencoba mendapatkan gambaran yang jelas tentang anak anjing yang mengejar ekornya dengan cepatdia melanjutkan.
Gambar lubang hitam Sgr A* adalah rata-rata dari berbagai gambar yang diekstraksi oleh tim, yang akhirnya mengungkapkan bintang raksasa di pusat Bima Sakti untuk pertama kalinya.
Saya harap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang gambar yang diambil dari lubang hitam di galaksi kita.