Avivah YamaniFoto terbaru Kolaborasi teleskop Event Horizon menyingkap keberadaan medan magnet superkuat yang teratur dan bergerak spiral dari tepi Sagittarius A*, lubang hitam supermasif di jantung Bimasakti!
Bukti keberadaan medan magnet tersebut terekam dalam foto struktur polarisasi cahaya pada lubang hitam supermasif yang ada di pusat Bimasakti. Tak cuma itu, pola polarisasi cahaya di jantung Bimasakti ini sangat mirip dengan yang ditemukan pada lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87!
Sgr A* vs M87*
Tahun 2019, para astronom dalam kolaborasi Teleskop Event Horizon (EHT) merilis foto pertama lubang hitam supermasif di jantung galaksi M87. Tiga tahun kemudian, foto kedua dari kolaborasi EHT dirilis. Kali ini yang jadi target adalah lubang hitam supermasif Sagittarius A* (Sgr A*) yang bersemayam di jantung Bimasakti, galaksi kita.
Tentu saja kedua lubang hitam supermasif ini berbeda. Lokasinya saja berbeda jauh. Yang satu di jantung Bimasakti galaksi kita dengan jarak 27.000 tahun cahaya, satu lagi di galaksi M87 yang jaraknya 55 juta tahun cahaya. Perbedaan lain juga bisa ditemukan pada massa dan ukuran.
Dari massa, kedua lubang hitam supermasif ini jelas berbeda. Lubang hitam supermasif M87* diketahui memiliki massa 6,5 miliar massa Matahari sedangkan Sagittarius A* di Bimasakti hanya 4,3 juta massa Matahari. Dari ukuran juga demikian. Lubang hitam supermasif M87* memiliki ukuran 27.000 kali lebih besar dari matahari sementara Sgr A* hanya 31 kali ukuran Matahari. Implikasinya tentu saja radius Schwarzschild keduanya juga berbeda yakni 18 miliar km untuk M87* dan 12 juta km untuk Sgr A*.
Radius Schwarzschild adalah batas teoretis dari lubang hitam di mana gaya gravitasinya sangat kuat sehingga cahaya pun tidak bisa lepas alias jatuh ke dalam lubang hitam selamanya. Kita mengenalnya sebagai horison peristiwa. Singkatnya ini adalah titik tak bisa kembali untuk materi yang jatuh atau tertarik ke dalam lubang hitam.
Meskipun kedua lubang hitam supermasif ini berbeda, tapi jaraknya yang juga berbeda jauh menghasilkan kenampakan cincin cahaya dengan ukuran hampir sama ketika dipotret oleh Teleskop Event Horizon.
Apakah ada kemiripan lain yang bukan hanya kenampakan?
Ciri yang sama
Untuk mengetahuinya, para astronom mempelajari lebih dalam Sgr A* supermasif dalam cahaya terpolarisasi. Ini karena pada tahun 2021, kolaborasi EHT telah mempelajari dan merilis hasil M87 dalam cahaya terpolarisasi.
Rupanya, cahaya terpolarisasi pada Sgr A* menunjukkan kemiripan dengan M87*. Keduanya memperlihatkan medan magnet yang kuat, teratur, dan bergerak terpilin dari tepi lubang hitam supermasif. Hasil ini jelas memberikan kemungkinan bahwa ciri medan magnet yang kuat dan teratur bisa jadi umum pada lubang hitam supermasif.
Struktur polarisasi yang sama keduanya memperlihatkan bahwa medan magnet punya peran penting dalam interaksi lubang hitam dengan lingkungan sekitarnya atau materi dan gas pada piring akresi.
Dalam penelitian sebelumnya terkait cahaya terpolarisasi pada M87*, medan magnet di sekitar M87* memungkinkan lubang hitam untuk meluncurkan jet atau semburan materi berkecepatan tinggi.
Citra terbaru cahaya terpolarisasi pada Sgr A* mengungkap hal yang sama juga terjadi pada lubang hitam di pusat Bimasakti. Sgr A* sepertinya menyimpan jet tersembunyi yang suatu saat kelak akan menyembur dari pusat Bimasakti.
Cahaya yang terpolarisasi
Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang berosilasi ke segala arah. Akan tetapi ada saatnya cahaya berosilasi pada arah tertentu. Kita mengenal osilasi ini sebagai cahaya terpolarisasi, dan meskipun cahaya terpolarisasi ada di sekeliling kita, akan tetapi mata tidak mudah membedakan cahaya terpolarisasi dan cahaya normal (cahaya tampak).
Pada plasma di sekitar lubang hitam, partikel yang berputar di sekitar garis medan magnet menghasilkan pola polarisasi yang tegak lurus dengan medan tersebut. Implikasinya, para astronom bisa memperoleh hasil yang lebih detail terkait apa yang terjadi di area sekitar lubang hitam. Dengan demikian, para astronom bisa memetakan garis medan magnet lubang hitam tersebut.
Dari citra cahaya terpolarisasi dari gas panas yang bersinar terang di sekitar lubang hitam, para astronom bisa mengetahui struktur dan kekuatan medan magnet yang menghubungkan aliran gas dan materi yang jatuh ke lubang hitam maupun yang disemburkan keluar sebagai jet berkecepatan tinggi. Dengan demikian, sifat gas serta mekanisme saat lubang hitam melahap materi di sekitarnya maupun saat jet dilepaskan bisa diketahui.
Medan magnet yang kuat di tepi lubang hitam mampu mendorong gas panas di tepi dalam piringan melawan gravitasi lubang hitam. Dengan kata lain, mekanisme ini membantu sebagian material agar tidak langsung jatuh ke dalam lubang hitam.
Tak hanya itu. Dengan mempelajari dan membandingkan pola cahaya terpolarisasi dari berbagai lubang hitam supermasif, para astronom bisa mengetahui persamaan dan perbedaan monster di pusat galaksi tersebut. Tujuannya tentu saja untuk mengetahui bagaimana lubang hitam supermasif terbentuk, bertumbuh, dan berinteraksi dengan materi yang ada di sekelilingnya. Dan tentunya kita bisa mengetahui bagaimana lubang hitam supermasif mempengaruhi evolusi galaksi tempatnya berdiam.
Pengamatan
Tidak mudah bagi para astronom untuk bisa memotret cahaya terpolarisasi pada lubang hitam supermasif, terutama Sgr A*.Dibanding lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87 yang lebih stabil, Sgr A* jauh lebih dinamis.
Sgr A* ini mirip bayi yang tidak bisa tenang saat difoto. Lubang hitam di pusat Bimasakti ini terus bergerak ketika dipotret sehingga untuk memperoleh citra yang tidak terpolarisasi saja sulit.
Meskipun demikian, para astronom akhirnya berhasil memperoleh foto cahaya terpolarisasi dari Sgr A* dengan memanfaatkan 8 teleskop radio yang tersebar di seluruh dunia untuk menghasilkan teleskop dengan kemampuan sebesar Bumi.
Tulis Komentar