Begini Rupa Lubang Hitam di Jantung Galaksi Kita, Sagittarius A*

Pada saat yang sama, tim peneliti Event Horizon Telescope juga telah mulai mengumpulkan data pengamatan Sagittarius A*--nama yang diberikan untuk lubang hitam supermasif Bima Sakti. Namun, menghasilkan gambar Sagittarius A* terbukti lebih sulit daripada M87. 

Tim peneliti Event Horizon Telescope ungkap foto lubang hitam pertama dalam sejarah pada 2019. Foto berdasarkan event horizon lubang hitam di galaksi elips aktif Messier 87. Kredit: Harvard Gazette

Penyebabnya, atmosfer Bumi yang sarat air dapat menyerap gelombang radio submilimeter yang diandalkan oleh Event Horizon Telescope. Selain itu, gas dan debu dalam jarak 27 ribu tahun cahaya antara Bumi dan Sagittarius A* dapat menyebarkan gelombang submilimeter dan mengaburkan gambar.

Juga, aliran material ke Sagitarius A * jauh lebih lemah, artinya jauh lebih redup. "Mendapatkan gambar ini bukanlah perjalanan yang mudah," kata Özel sambil menambahkan, "Butuh beberapa tahun untuk memperbaiki gambar dan mengkonfirmasi apa yang dia miliki."

Event Horizon Telescope mampu melihat cahaya, dalam bentuk gelombang radio, dari gas panas yang berputar-putar di sekitar event horizon Sagittarius A*. Lubang hitam itu mendapat asupan dari lingkungan terdekatnya, apakah itu berupa awan gas, asteroid, atau bahkan bintang yang mungkin berkeliaran. Jika terlalu dekat maka akan terkoyak oleh pasang surut gravitasi.

Diduga, Sagittarius A* sedang kelaparan. "Kami hanya melihat tetesan material yang sampai ke lubang hitam," kata astrofisikawan Harvard, Michael Johnson, dalam konferensi pers. "Dalam istilah manusia, itu seperti makan hanya satu butir beras setiap sejuta tahun," katanya lagi.

Mengapa pertambahan gas ke Sagittarius A* begitu lambat telah menjadi teka-teki selama bertahun-tahun. Peraih Nobel Fisika, Andrea Ghez, seorang astrofisikawan dari University of California, AS, pernah mengatakan ada banyak misteri pada aliran akresi, penyebab lubang hitam menjadi begitu redup.

Ghez berbagi hadiah Nobel Fisika 2020 untuk risetnya mengukur massa Sagittarius A* dengan mengamati gerakan bintang yang mengorbit di dekatnya. Ghez dan timnya menghitung massa yang berukuran 4,3 juta kali massa matahari kita.

Menurut Ghez, karena ukuran event horizon terhubung dengan massa lubang hitam, maka dimungkinkan untuk membuat prediksi. "Kekuatan pencitraan cincin lubang hitam adalah, jika Anda mengetahui massa dan jarak ke lubang hitam—dengan kata lain, ukuran event horizon—maka Anda dapat menggunakannya untuk membandingkan dengan teori."

Gambar yang didapat Özel, Johnson, dkk menunjukkan bahwa ukuran event horizon Sagittarius A* adalah 51,8 mikrobusurdetik di langit. "Citra kami sangat sesuai dengan prediksi teoretis," kata Özel.

Tak terjawab oleh jutaan simulasi superkomputer ...

Tak terjawab oleh jutaan simulasi superkomputer

Menggambarkannya sebagai ujian terbesar teori relativitas umum Einstein yang pernah dibuat, dia mencatat bahwa teori itu berlalu begitu saja. "Ini adalah laboratorium yang bagus untuk mencoba memahami bagaimana gravitasi bekerja di sekitar lubang hitam supermasif," kata Ghez.

Yang lebih tidak pasti adalah penjelasan untuk turbulensi yang terlihat pada cincin gas. Lubang hitam M87 jauh lebih besar daripada Sagittarius A*, dan oleh karena itu perlu waktu berhari-hari agar perubahan menjadi jelas.

Sagittarius A* jauh lebih kecil dan saat material berputar, kecerahan cincin dapat berubah hanya dalam beberapa menit. "Sagittarius A* penuh dengan aktivitas, selalu bergerak dengan energi yang bergejolak," kata Johnson tentang cincin di sekitar event horizon itu.

Untuk mencoba menjelaskan apa yang mereka lihat, tim Event Horizon Telescope terdiri lebih dari 300 peneliti asal 80 institusi melakukan lebih dari lima juta simulasi superkomputer. Tujuannya, menemukan satu yang cocok dengan apa yang mereka amati.

Hasilnya, hanya sedikit simulasi yang memiliki kesamaan dengan beberapa yang sedang diamati, tapi tidak ada yang menjelaskan seluruhnya. Secara khusus, semua simulasi memprediksi variabilitas yang lebih banyak dan lebih cepat daripada yang sebenarnya terlihat, dan dapat berhubungan dengan bagaimana gas bertambah ke cincin. Atau, bagaimana medan magnet berinteraksi dengan aliran masuk itu.

Meski begitu Ryan Hickox, astrofisikawan dari Dartmouth College yang tidak berada dalam tim Event Horizon Telescope menilai bahwa sudah sangat luar biasa melihat gambar lubang hitam yang dihasilkan. Menurutnya, gambar Sagittarius A* kini dapat menjadi template untuk lubang hitam lain di alam raya.

"Lubang hitam ini lebih menggambarkan seluruh lubang hitam di alam raya daripada yang di M87," kata Hickox. “Jika Anda ingin mengambil gambar lubang hitam supermasif acak di sebuah galaksi, maka seperti inilah dia akan terlihat."

Teknologi teleskop terbesar di Bumi

Gambar Sagittarius A*, dan lubang hitam di M87 sebelumnya, telah dimungkinkan melalui keajaiban teknik yang dikenal sebagai Interferometri Garis Dasar Sangat Panjang. Ini yang memungkinkan para astronom menggabungkan data dari teleskop radio di seluruh dunia seolah-olah mereka adalah satu teleskop besar, yang secara efektif menjadikan Event Horizon Telescope sebagai teleskop terbesar di Bumi.

Saat pengamatan dilakukan, jaringan terdiri dari delapan teleskop, dan tiga lagi telah ditambahkan pascaobservasi. Artinya, garis dasar maksimum Event Horizon Telescope—yang setara dengan bukaan teleskop—untuk mengamati Sagittarius A* adalah 6.650 mil (10.700 kilometer).

Pengamatan di masa depan akan fokus untuk mendapatkan gambar yang lebih tajam untuk lebih memahami fisika turbulensi di cincin di sekitar lubang hitam, serta bagaimana lubang hitam mempengaruhi lingkungan galaksi di sekitarnya. "Ini mendorong kami untuk membuat pengukuran yang lebih baik dan gambar yang lebih tajam," kata Johnson.

Sagittarius A* dan lubang hitam di M87 adalah dua target teratas Event Horizon Telescope karena ukuran sudutnya yang relatif besar di langit. Lubang hitam supermasif di galaksi lain tampak jauh lebih kecil di langit, bahkan di luar kemampuan Event Horizon Telescope untuk menggambarkan event horizon-nya.

SPACE, NASA