Upaya Menyingkap Misteri Jet Lubang Hitam M87

Citra lubang hitam supermasif M87 yang dipotret Teleskop Event Horizon bukan saja sebuah pencapaian tapi babak baru dari kisah lubang hitam.

Citra lubang hitam M87 hasil gabungan citra yang diambil 19 observatorium di berbagai belahan dunia maupun di antariksa, citra ini memperlihatkan seberapa besar sistem M87 dan seberapa jauh jet dari M87 bergerak hingga melintas batas galaksi induknya. Kredit: The EHT Multi-wavelength Science Working Group; the EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); the EVN; the EAVN Collaboration; VLBA (NRAO); the GMVA; the Hubble Space Telescope; the Neil Gehrels Swift Observatory; the Chandra X-ray Observatory; the Nuclear Spectroscopic Telescope Array; the Fermi-LAT Collaboration; the H.E.S.S collaboration; the MAGIC collaboration; the VERITAS collaboration; NASA and ESA. Composition by J. C. Algaba

Dua tahun lalu ketika citra lubang hitam M87 dirilis, seluruh dunia terkagum-kagum. Untuk pertama kalinya kita bisa melihat lubang hitam dari dekat. Jika selama ini kita hanya bisa melihat efeknya, maka citra yang dihasilkan oleh kolaborasi Teleskop Event Horizon memperlihatkan sesuatu yang belum pernah tampak. Bayangan lubang hitam dengan lingkaran cahaya di sekelilingnya.

Sebuah pencapaian. Itu jelas. Tapi lebih dari sebuah pencapaian, inilah babak baru cerita lubang hitam di masa depan. Babak baru untuk mempelajari monster raksasa di pusat galaksi.

Citra Lubang Hitam M87

Foto pertama lubang hitam M87 merupakan hasil kolaborasi raksasa Teleskop Event Horizon. Kolaborasi ini menggabungkan kerja 8 teleskop radio yang berada di berbagai belahan dunia untuk menghasilkan fungsi teleskop radio sebesar Bumi. Dengan cara inilah para ilmuwan dalam kolaborasi EHT bisa memotret lubang hitam di galaksi M87 yang jaraknya 55 juta tahun cahaya, dari dekat!

Tapi, untuk mempertajam pemahaman tentang lubang hitam maharaksasa tersebut, para astronom menggunakan data pengamatan M87 dari 19 observatorium. Data ini juga digunakan untuk menguji teori relativitas umum Einstein.

Berdasarkan teori relativitas umum, gravitasi merupakan bagian dari ruang-waktu. Di dalam ruang-waktu, keberadaan massa akan melengkungkan ruang-waktu, dan objek-objek di sekitar massa tersebut akan bergerak mengikuti kelengkungan ruang-waktu tersebut.

Sulit untuk dibayangkan?

Coba letakkan bola bowling yang berat di atas kasur. Setelah itu letakkan kelereng di sekelilingnya. Kelereng-kelereng itu akan bergerak mendekati bola di kasur. Ini terjadi karena massa bola bowling yang besar membuat bola tenggelam di kasur. Atau lebih tepatnya, bola itu membuat kasur berlekuk. Jika bola itu sebuah planet, maka yang melengkung atau berlekuk adalah ruang waktu Alam Semesta.

Semakin masif sebuah benda, maka kelengkungan yang dihasilkan juga makin dalam. Akibatnya objek kecil seperti kelereng akan semakin kuat ditarik oleh planet masif itu.

Hal yang sama juga terjadi juga pada lubang hitam supermasif. Monster satu ini sangat masif dan gravitasinya juga luar biasa kuat. Inilah benda dan lokasi yang tepat untuk menguji bagaimana teori relativitas umum bekerja.

Jet Lubang Hitam M87

Gravitasi lubang hitam yang sangat besar merupakan bahan bakar semburan jet partikel yang bergerak hampir setara kecepatan cahaya dan menempuh jarak yang luar biasa jauh.

Jet atau semburan dari lubang hitam ini menghasilkan cahaya yang merentang pada seluruh spektrum elektromagnetik. Itu artinya semburan ini menghasilkan cahaya dari gelombang radio ke cahaya tampak yang bisa kita lihat, sampai ultra ungu, sinar-X dan sinar gamma yang tidak tampak.

Baca juga: Merah vs Biru

Setiap lubang hitam punya tanda pengenal pada jetnya. Pola ini menjadi petunjuk untuk memahami rotasi maupun energi yang dimiliki lubang hitam. Tapi, pola ini selalu berubah sehingga para ilmuwan harus selalu mengamatinya dengan seksama dari waktu ke waktu.

Untuk itu dilakukan pengamatan pada seluruh panjang gelombang dengan teleskop yang ada di Bumi maupun di luar angkasa. Total ada 19 observatorium yang ikut dalam kampanye pengamatan ini.

Daftar Observatorium yang mengamati lubang hitam M87. Kredit: NAOJ

Data dari 19 observatorium ini membantu para astronom untuk memahami hubungan lubang hitam dengan jet yang disemburkan lubang hitam. Ke-19 teleskop ini memberikan informasi berbeda terkait perilaku dan dampak lubang hitam supermasif 6,5 miliar massa Matahari di pusat galaksi M87.

Hasilnya, intensitas cahaya yang dihasilkan materi di sekeliling lubang hitam supermasif M87 merupakan yang terendah yang pernah diamati. Kondisi ini justru menguntungkan sehingga pengamat bisa melihat bayangan lubang hitam dan memisahkan cahaya pada area dekat horison peristiwa dari cahaya yang jaraknya puluhan ribu tahun cahaya.

Misteri Yang Masih Tersisa

Gabingan data ini sangat penting untuk memahami materi yang mengitari lubang hitam dan disemburkan oleh jet. Pertanyaan lain yang dicari jawabannya adalah asal muasal sinar kosmik yang menghantam Bumi. Energinya bisa jutaan kali lebih tinggi dari yang dihasilkan Large Hadron Collider (LHC).

Jet yang dilepaskan lubang hitam merupakan sumber sinar kosmik energi tinggi. Tapi informasi seperti dimana partikel-partikel ini mengalami percepatan masih jadi misteri. Sinar kosmik menghasilkan cahaya dari tabrakan dan sinar gamma energi tinggi bisa menunjukkan lokasinya. Yang menarik lagi, tampaknya sinar gamma energi tinggi tidak dihasilkan di dekat horison peristiwa.

Dengan mempelajari lubang hitam supermasif M87, diharapkan para astronom bisa menyingkap lebih banyak informasi tentang jet yang jadi misteri terbesar di astronomi.

Fakta Keren:

Ada banyak hal yang perlu dipelajari terkait jet yang dilepaskan lubang hitam. Yang sudah diketahui, jet ini merupakan sumber energi yang luar biasa besar. Disemburkan oleh lubang hitam, jet ini melesat melintasi jarak yang sangat jauh, bahkan keluar dari galaksi induknya.

Sumber: Artikel ini merupakan publikasi ulang yang dikembangkan dari Space Scoop Universe Awareness edisi Indonesia. Space Scoop edisi Indonesia diterjemahkan oleh langitselatan.