Selama bertahun-tahun, telah banyak bukti ilmiah yang mendukung keberadaan lubang hitam di alam semesta. Bahkan, di tiap inti sebuah galaksi raksasa sudah pasti memiliki lubang hitam supermasif. Lubang hitam tidak hanya ada satu di alam semesta.
Apa, sih, lubang hitam itu? Sederhananya, lubang hitam adalah wilayah di ruang angkasa yang massanya begitu besar, namun terkompresi di area yang sangat kecil sehingga ia menjadi objek super-padat, paling padat di alam semesta. Kepadatan yang tinggi itu membuat tarikan gravitasinya menjadi sangat kuat, sehingga bahkan cahaya pun tidak bisa lepas dari gaya tarik gravitasinya.
Walau begitu, lubang hitam tidak akan menarik segala hal seperti vacuum cleaner. Mereka hanya menarik apapun yang berada di dekatnya saja. Oh iya, lubang hitam juga bukan "lubang" dalam artian sebenarnya. Ia sama seperti benda langit lainnya, berbentuk bulat 3 dimensi tetapi dengan kepadatan yang luar biasa tinggi.
Ketika materi mendekati lubang hitam, materi tersebut tidak akan langsung "jatuh" ke lubang hitamnya, melainkan harus melewati horison peristiwa lubang hitam, sebuah titik tidak bisa kembali. Materi yang melalui horison peristiwa itu akan membentuk cakram yang mengorbit si lubang hitam, sebuah fitur yang dikenal sebagai cakram akresi.
Nah, karena tarikan gravitasi yang begitu kuat, materi di dalam cakram akresi tadi akan bergerak begitu cepat, bergesekan dengan partikel materi lainnya, hingga akhirnya memanas dan memancarkan sinar-X serta sinar gamma.
Semakin dekat materi tersebut dengan lubang hitam, semakin besar gesekannya. Materi yang lebih dekat ke horison peristiwa bersinar terang dengan suhunya yang bisa memanas hingga ratusan kali suhu Matahari. Cahaya terang inilah yang dideteksi EHT, bersama dengan "siluet" lubang hitamnya.
"Kami telah melihat apa yang kami pikir tidak dapat dilihat," kata Shep Doeleman, seorang astronom di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, pemimpin utama studi pencitraan pertama lubang hitam ini, mengatakan dalam konferensi pers.
Citra pertama dari lubang hitam yang dirilis para astronom ini hanya menampilkan fitur semacam cincin cahaya yang mengelilingi area gelap. Cincin tersebut merupakan materi cakram akresi yang berada di horison peristiwa lubang hitam, sementara area gelapnya di tengah adalah lubang hitam itu sendiri.
Lubang hitam pada jantung galaksi M87 ini 6,5 miliar kali lebih masif dari Matahari kita, yang aktif melepaskan pancaran energi dahsyat ke seluruh penjuru angkasa di sekitarnya.
Teleskop Sebesar Bumi
Citra pertama dari lubang hitam di galaksi M87 tersebut dihasilkan setelah analisis data pengamatan komputer yang dilakukan selama dua tahun terakhir. Dari mana data itu berasal? EHT.
Seperti yang telah disinggung di atas, EHT merupakan jaringan teleskop radio yang terintegrasi. Delapan teleskop radio pada EHT yang tersebar di empat benua menjadi semacam "teleskop sebesar Bumi".
EHT mengamati galaksi M87 selama 10 hari pada bulan April 2017. Data-data dari delapan teleskop radio tersebut kemudian dikumpulkan, lalu disatukan. Menurut Nature, para astronom mendapatkan 2 petabita data setiap satu malam. Dengan 10 hari pengamatan, terhitung data yang didapatkan seluruhnya mencapai 20 petabita.
Data pengamatan yang sangat besar tersebut kemudian diolah. Terhitung dua tahun setelah pengamatan itu, April 2019, hasil pengolahannya dirilis ke publik. Menghasilkan gambar yang bisa kamu lihat di atas (silakan skrol lagi~).
Namun, mengamati lubang hitam di jantung galaksi Bimasakti yang berjarak "hanya" 26.000 tahun cahaya itu rupanya lebih sulit daripada mengamati lubang hitam di M87 yang berjarak 55 juta tahun cahaya.
Bryan Gaensler, salah satu astronom di EHT mengatakan, "Lubang hitam di pusat Bimasakti 100 kali lebih terang, sehingga perubahan cahaya yang teramati berubah sangat cepat sehingga sangat sulit untuk dicitrakan."
Mencitrakan lubang hitam di galaksi M87 dan di pusat Bimasakti bukanlah pekerjaan mudah. Keduanya, walaupun jaraknya berbeda jauh, sama-sama terlihat sangat kecil dalam pengamatan kita di Bumi, walaupun kita sudah menggunakan jaringan teleskop sebsar Bumi seperti EHT.
Hal itulah yang membuat hasil citra pertama dari lubang hitam ini tampak buram. Ditambah lagi, hasil citra ini tampak buram karena banyaknya partikel bermuatan seperti elektron dan proton yang mengisi ruang antarbintang, ruang di antara EHT dengan lubang hitam di M87. "Rasanya seperti melihat melalui kaca buram," kata Doeleman kepada NY Times.
EHT mengamati lubang hitam di M87 ini dengan metode very-long-baseline interferometry (VLBI), yakni mengamati lubang hitam dalam panjang gelombang sekitar 1,3 mm. Untuk melihat lubang hitam lebih jelas lagi (tidak buram), para astronom harus dapat menyetel teleskop radio mereka ke panjang gelombang yang lebih pendek lagi, sehingga mereka membutuhkan teleskop yang lebih besar pula.
Padahal dengan resolusi yang dihasilkan EHT saja, kita bisa menggunakannya untuk membaca sebuah koran yang ada di New York sambil ngopi di Paris.
Walau begitu, ini tetap menjadi pencapaian yang sangat besar dalam sains. Belum pernah ada citra asli dari lubang hitam sebelum misi EHT ini, sehingga dengan dirilisnya citra pertama lubang hitam ini -- yang mungkin mengecewakan bagi sebagian orang yang masih awam -- kita sebenarnya sedang membuat sejarah baru. Batu loncatan yang sangat besar.
Apa Pentingnya Penelitian Ini?
Sebagian dari kamu mungkin berpikir, apa pentingnya para astronom melakukan pencitraan lubang hitam untuk pertama kali? Memang ada gunanya ya untuk kehidupan manusia?
Jawabannya, ya memang tidak ada kegunaan praktis bagi kehidupan manusia. Karena inilah sains, meneliti sesuatu tujuannya adalah untuk belajar lebih banyak mengenai sesuatu itu, bukan hanya untuk menemukan kegunaannya bagi kehidupan saja.
Citra pertama lubang hitam ini sekali lagi membuktikan bahwa teori utama yang digunakan para astrofisikawan selama ini untuk menjelaskan gaya gravitasi dan teori relativitas umum Einstein adalah benar dan dapat dibuktikan, bukan mengada-ada.
Priyamvada Natarajan, salah satu astrofisikawan di Universitas Yale mengatakan, citra pertama lubang hitam ini juga menawarkan bukti terkuat bahwa apa yang sudah lama kita pikirkan tentang galaksi itu benar; bahwa galaksi memang mengandung lubang hitam supermasif di pusatnya yang memiliki horison peristiwa.
Lubang hitam terbukti keberadaannya, serta terbukti bahwa ia bukan hanya objek bola superpadat di alam semesta, melainkan juga dikelilingi oleh cakram akresi yang dapat diamati.
Selamat datang di era baru astrofisika.