Ekplorasi EHT: Mempertajam Citra Lubang Hitam

Para astronom berhasil menemukan cara mempertajam citra lubang hitam supermasif dengan Teleskop Event Horizon. 

Tahun 2019 jadi momen penting bagi dunia astronomi saat para astronom berhasil memotret lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87. Tak hanya itu, di tahun 2022, mereka berhasil menangkap citra lubang hitam supermasif. Kali ini berasal dari galaksi tempat kita berada. Yup! Lubang hitam supermasif di pusat Bimasakti. Kedua foto tersebut diperoleh dari pengamatan jaringan teleskop radio yang tergabung dalam jaringan Teleskop Event Horizon. Jaringan teleskop ini terdiri dari 8 teleskop di lokasi berbeda di dunia. Jaringan ini kemudian menghasilkan teleskop radio virtual sebesar Bumi dengan teknik very long baseline interferometry (VLBI). 

Hasilnya, para astronom bisa memotret lubang hitam supermasif di pusat galaksi. Tapi, pada foto tersebut, cincin terang yang terbentuk akibat pembelokkan cahaya oleh gravitasi tampak kabur. Dan ini adalah hasil paling tajam yang bisa kita peroleh. 

Panjang Gelombang Pendek

Umumnya ketika para astronom ingin memperoleh citra atau gambar yang lebih tajam, mereka akan menggunakan teleskop yang lebih besar. Tapi, untuk memperoleh foto lubang hitam supermasif saat ini saja, teleskop virtual yang dihasilkan sudah seukuran Bumi. Maka tentu saja sulit untuk memperbesar teleskop. Perlu cara lain untuk meningkatkan resolusi citra.

Untuk bisa memperoleh citra yang lebih tajam, para astronom menggunakan pendekatan berbeda. Mereka melakukan pengamatan pada panjang gelombang berbeda dari sebelumnya. Lebih tepatnya, para astronom memutuskan melakukan pengamatan pada panjang gelombang yang lebih pendek. 

Teleskop Event Horizon memotret kedua lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87 dan Bimasakti pada panjang gelombang 1,3 mm. Karena itu, untuk meningkatkan ketajaman citra lubang hitam supermasif, para astronom berencana untuk melakukan pengamatan pada panjang gelombang 0,87 mm. 

Dengan demikian, citra yang dihasilkan tidak hanya lebih tajam tapi juga lebih detail. Para astronom berharap bisa melihat perubahan gas di sekeliling lubang hita pada panjang gelombang berbeda. Harapannya tentu untuk memecahkan misteri bagaimana lubang hitam berinteraksi dan mengakresi materi di sekelilingnya. Mereka juga ingin memahami bagaimana semburan jet dari pusat galaksi terbentuk. Tak hanya itu, bisa saja dengan citra yang lebih detail ada hal-hal baru yang belum diprediksi juga bisa ditemukan. 

Uji Coba Pengamatan

Untuk memastikan bahwa ide ini bisa menghasilkan foto yang lebih tajam, uji coba pengamatan harus dilakukan. Meskipun  pengamatan pada panjang gelombang 0,87 mm sudah ada sebelumnya, tapi pengamatan dengan teknik VLBI belum pernah dilakukan. 

Pengamatan pada panjang gelombang lebih pendek juga punya tantangan tersendiri. Di antaranya, uap air di atmosfer lebih banyak melakukan penyerapan pada gelombang 0,87 mm dibandin 1,3 mm. Selain itu, kombinasi turbulensi atmosfer yang semakin jelas, peningkatan derau pada panjang gelombang lebih pendek, dan ketidakmampuan mengendalikan kondisi cuaca global selama pengamatan yang sensitif terhadap atmosfer, menyebabkan perkembangan pengamatan VLBI pada panjang gelombang lebih pendek terutama yang melintasi batas wilayah submilimeter berjalan lebih lambat. 

Untuk memastikan pengamatan pada panjang gelombang 0,87 mm pada lubang hitam supermasif bisa dilaksanakan, maka uji coba pun dilakukan. Pada pengamatan ini, para astronom menargetkan beberapa galaksi jauh untuk diamati apda panjang gelombang 0,87mm. Tapi, pengamatan tidak dilakukan dengan seluruh antena pada jaringan teleskop radio Event Horizon. 

Para astronom hanya memanfaatkan dua antena dalam jaringan teleskop ALMA dan APEX di Chile, NOEMA di Prancis, Submillimeter Array di Hawai?i, serta teleskop radio IRAM 30 meter di Spanyol dan Teleskop Greenland di Greenland. 

Dalam uji coba pengamatan ini, para astronom melakukan deteksi beberapa galaksi jauh. Hasilnya, mereka memperoleh data yang sangat detail sampai 19 mikro detik busur! Ini adalah hasil pengamatan dengan resolusi paling tinggi yang dilakukan dari Bumi.  

Meskipun demikian, tidak ada foto yang dihasilkan karena antena yang digunakan tidak banyak dan akibatnya data yang diperoleh juga tidak cukup untuk menghasilkan sebuah foto. Akan tetapi, jika para astronom menggunakan seluruh antena dalam jaringan EHT, maka data yang ada bisa memperlihatkan lubang hitam supermasif sampai sekecil 13 mikro detikbusur. 

Sama seperti kita bisa melihat jelas tutup botol di Bulan dari Bumi! Jendela baru untuk mempelajari lubang hitam pun terbuka. Pengamatan pada panjang gelombang 0,87 mm bisa meningkatkan ketajaman citra lubang hitam sampai 50% dibanding citra M87* dan Sgr A* yang sudah dirilis. Selain itu, muncul potensi baru untuk mengamati lubang hitam yang lebih kecil, lebih jauh dan lebih redup.