Apa yang Telah Dipelajari dari Citra Pertama Lubang Hitam

Info Astronomy - Dua bulan berlalu sejak dirilisnya citra pertama lubang hitam di pusat galaksi spiral M87, apa saja yang sejauh ini sudah dipelajari para astronom?

"Ini baru permulaan," kata Avery Broderick, fisikawan di Universitas Waterloo dalam konferensi pers yang diadakan National Science Foundation pada April 2019 lalu. Citra pertama lubang hitam memang dianggap sebagai "hasil penelitian sains yang luar biasa". Dengan mempelajari citra tersebut dengan cermat, para astronom bisa menggali begitu banyak ilmu pengetahuan.

Lubang hitam adalah sebuah area di ruang angkasa yang begitu padat, paling padat di alam semesta, sehingga membuatnya memiliki tarikan gravitasi yang sangat besar. Saking besarnya, ketika cahaya melewati batas tertentu yang disebut "horison peristiwa", cahaya tidak bisa lari dari tarikan gravitasi itu.

Pertengahan 2017 silam, menggunakan teknik yang disebut "baseline interferometry", delapan teleskop radio yang tersebar di seluruh dunia diarahkan ke lubang hitam supermasif di pusat M87, 55 juta tahun cahaya jauhnya dari Bumi. Kedelapan teleskop radio itu seolah menjadi teleskop raksasa seukuran Bumi, sehingga mampu mengumpulkan data dari lubang hitam di M87 dengan presisi.

Data-data gelombang radio dari masing-masing teleskop itu kemudian dikumpulkan, disatukan dengan algoritma khusus, hingga akhirnya menciptakan sebuah citra pertama lubang hitam yang bisa kamu lihat di atas. Tidak langsung lubang hitamnya, sih, melainkan merupakan horison peristiwa dari si lubang hitam itu, membuat bentuknya mirip donat.

Citra tersebut memang buram. Tapi, hei, ini adalah usaha pertama umat manusia untuk mengambil gambar lubang hitam. Kendati buram, citra ini sekali lagi membuktikan bahwa teori utama yang digunakan fisikawan untuk menjelaskan gaya gravitasi, yang tidak lain adalah teori relativitas umum Einstein, adalah benar.

Ahli astrofisika dari Universitas Yale, Priyamvada Natarajan mengatakan, citra itu juga membawa bukti terkuat bahwa apa yang sudah lama kita pikirkan tentang galaksi itu benar — bahwa galaksi memang mengandung lubang hitam supermasif di pusatnya yang berisi titik-tidak-akan-pernah-bisa-kembali termasuk untuk cahaya sekalipun.

Relativitas umum mengatakan bahwa perilaku lubang hitam dapat diprediksi berdasarkan hanya tiga sifat: massa, putaran, dan muatan listrik. Lubang hitam yang jauh lebih kecil tampaknya mengikuti aturan-aturan ini, seperti pengamatan dari detektor gelombang gravitasi LIGO dan Virgo, yang sukses mengukur gangguan dalam ruangwaktu dari lubang hitam yang bertabrakan.

Pada awalnya, para astronom curiga bahwa mungkin ada sesuatu yang tidak kita ketahui pada lubang hitam yang lebih besar, yang kemungkinan hal itu dapat membantu menggambarkan beberapa misteri alam semesta, seperti materi gelap misalnya.

Tetapi, citra lubang hitam pertama ini menunjukkan bahwa lubang hitam besar dan kecil mematuhi aturan yang sama. "Walaupun lubang hitam supermasif di galaksi M87 memiliki massa miliaran kali massa Matahari dan lubang hitam yang dideteksi LIGO hanya bermassa beberapa puluh kali massa Matahari, mereka mematuhi relativitas umum Einstin,” kata Maya Fishbach, lulusan departemen astronomi dan astrofisika Universitas Chicago.

Alih-alih bisa memanfaatkan perbedaan antara lubang hitam besar dengan lubang hitam kecil, rupanya perbedaan itu tidak ada. Seluruh lubang hitam, besar atau kecil, sama saja.

Menciptakan citra pertama lubang hitam ini juga mengajarkan kita secara spesifik lubang hitam itu sendiri. Citra tersebut tidak hanya menunjukkan horison peristiwa lubang hitam, tetapi bayangan lubang hitamnya yang berada di pusat gambar juga. Massa lubang hitam ini pun diketahui, yakni sekitar 6,5 miliar kali massa Matahari.

Bentuk horison peristiwa yang tampak asimetris juga menggambarkan sebuah hal penting dalam penelitian ini. Bila diperhatikan, bagian bawah horison peristiwa tampak lebih terang daripada di bagian atasnya. Hal itu menunjukkan bahwa kita sedang melihat lubang hitam ini dari samping, persis seperti ini:
Lubang hitam di M87 ini juga masih aktif meluncurkan jet material berenergi tinggi dari pusatnya, dan para astrofisikawan telah berhipotesis bahwa jet tersebut berasal dari sejumlah energi yang terkait dengan lubang hitam ini yang masih melahap material di sekitarnya.

Asimetri dalam cahaya yang berhasil diperoleh pada citra pertama lubang hitam ini memberikan bukti bahwa lubang hitam memang berotasi, atau berputar pada porosnya, bersama dengan horison peristiwanya.

Sampai saat ini, itulah hal-hal yang sudah dipelajari dari citra pertama lubang hitam. Ke depannya, para astronom akan kembali mengamati lubang hitam lagi, yang mana kali ini adalah lubang hitam di pusat galaksi kita, Bimasakti.


Sumber: IOPscience 10.3847/2041-8213The Astrophysical Journal
BERIKAN KOMENTAR ()