Foto Pertama Lubang Hitam dari Pusat Galaksi M87


105
105 points
Foto Pertama Lubang Hitam dari Pusat Galaksi M87

Putaran astronomi yang baru ditorehkan kembali. Untuk pertama kalinya sejarah mencatat kolaborasi teleskop di seluruh dunia yang berhasil menghadirkan potret Lubang Hitam.

Gambar pertama Lubang Hitam di pusat M87 difoto oleh teleskop Event Horizon. Kedit: Kolaborasi EHT

Gambar pertama Lubang Hitam di pusat M87 difoto oleh Event Horizon Telescope. Kedit: Kolaborasi EHT

Tepat 100 tahun setelah menguji teori relativitas umum selama Total Solar Eclipse pada tahun 1919, serta keberhasilan LIGO mengamati gelombang gravitasi dalam beberapa tahun terakhir, terobosan lain terjadi lagi. Lubang hitam itu ditangkap. Gambar ini adalah kombinasi 8 teleskop radio yang bertindak sebagai teleskop radio raksasa seukuran Bumi.

Prestasi ini menjadi babak baru yang memisahkan astronomi di era yang berbeda. Era sebelum memotret lubang hitam dan era setelah lubang hitam berhasil difoto. Gambar pertama ini mengungkapkan berbagai misteri yang belum diketahui saat mengkonfirmasi teori dan pemodelan yang telah dibuat sejauh ini.

Galaxy M87

Galaksi M87 yang difoto dengan VLT. Kredit: ESO

Galaksi M87 yang difoto dengan VLT. Kredit: ESO

Lubang hitam yang difoto oleh kolaborasi Event Horizon Telescope (EHT) adalah lubang hitam supermasif di pusat Messier 87 (M87), sebuah galaksi elips 55 juta tahun cahaya di seluruh gugus Virgo. Galaksi di dalam kelompok Virgo dengan Bima Sakti diketahui memiliki sekitar 1 miliar bintang dan dihuni oleh 1.200 gugus bola, yang terdiri dari bintang-bintang tua. Lubang hitam di galaksi M87 dipilih karena termasuk dalam lubang hitam terbesar dan lokasinya di langit juga tidak terlalu utara atau selatan untuk dapat mengamati jaringan teleskop EHT pada saat yang sama.

Jarak M87 sangat jauh. Terletak pada jarak 55 juta tahun cahaya, galaksi ini memiliki kisaran 120 ribu tahun cahaya dengan massa total 200 kali lebih besar dari Bima Sakti. Di pusat galaksi inilah mesin utama galaksi berdiam. Sebuah lubang hitam supermasif dengan massa 6,5 ​​miliar massa matahari. Mesin predator ini lebih masif daripada lubang hitam di pusat Bima Sakti dengan massa hanya 4,6 juta massa matahari.

Sebelum diamati oleh EHT, M87 juga diamati oleh teleskop Hubble selama 7 tahun dan hasilnya adalah semburan jet berenergi tinggi yang bergerak mendekati kecepatan cahaya dan bisa mencapai jarak sejauh 5.000 tahun cahaya. Ledakan itu diperkirakan berasal dari bahan akresi padat yang mengelilingi lubang hitam dengan kecepatan 3,5 juta km / jam.

Sekilas tentang M87.

M87 Lubang Hitam

Gambar lubang hitam di pusat M87 diambil dalam 4 hari pengamatan yang berbeda. Kredit: Kolaborasi EHT

Gambar lubang hitam di pusat M87 diambil dalam 4 hari pengamatan yang berbeda. Kredit: Kolaborasi EHT

Gambar pertama dari lubang hitam yang dipotret oleh EHT sebenarnya bukan lubang hitam supermasif di pusat M87. Gambar gelap yang dikelilingi oleh cincin cerah adalah efek gravitasi yang diberi julukan "lubang hitam". Bayangan ini terbentuk dari cahaya yang mengalami defleksi.

Lubang hitam dikenal sebagai predator serakah dan juga kejam. Tapi, objek yang satu ini adalah mesin utama yang mengendalikan evolusi galaksi. Gravitasinya yang kuat membuat cahaya yang terperangkap tidak bisa lepas. Permukaan atau jarak aman di mana materi dapat mengorbit lubang hitam dikenal sebagai horizon peristiwa atau batas di mana tidak ada jalan untuk kembali.

Karena gravitasi dari lubang hitam, cahaya yang bergerak tercepat di alam semesta tidak bisa keluar setelah melewati cakrawala peristiwa lubang hitam. Jika cahaya terperangkap, itu berarti material lain yang bergerak lebih lambat tidak akan pernah keluar setelah memasuki horizon peristiwa.

Untuk cahaya yang berada pada jarak aman, lubang hitam supermasif gravitasi super kuat mengalihkan cahaya dari material di sekitarnya. Cahaya yang dibelokkan kemudian membentuk cincin api atau cincin cahaya di sekitar lubang hitam. Cincin api ini juga dikenal sebagai lingkaran foton karena pada batas ini partikel foton cahaya mengalami defleksi oleh gravitasi. Meskipun mengalami defleksi, cahaya di luar horizon peristiwa masih dapat keluar dari lubang hitam, menunjuk ke pengamat dan meninggalkan celah gelap di mana lubang hitam berada.

Area gelap di dalam lingkaran api ini mencerminkan keberadaan lubang hitam dan dikenal sebagai "bayangan", yang difoto oleh EHT. Meski terlihat "kecil", ukuran area gelap lubang hitam di cincin api sangat besar, yaitu 40 miliar km. Sebagai gambaran, jarak Neptunus ke Matahari adalah 5 miliar km. Itu berarti, jika lubang hitam ini ditempatkan di Tata Surya, itu akan mengisi Tata Surya ke daerah antara Sabuk Kuiper dan Oort Cloud.

Ukuran cakrawala dari peristiwa lubang hitam tergantung pada massanya. Mengutip tulisan Tri. L. Astraatmadja tentang lubang hitam:

"Jika misalnya kita ingin membuat Matahari menjadi lubang hitam, maka seluruh massa Matahari (Massa Matahari = 2 x 1030 kg) harus dipadatkan menjadi bola dengan hanya radius 3 kilometer. Bola ini dengan diameter 6 kilometer , jika kita menempatkan titik pusat di tengah Lapangan Monas di Jakarta, itu akan mencakup area dari Jalan Mangga Besar ke Taman Suropati. Tidak terlalu besar, tetapi di seluruh massa Matahari. Bayangkan. "

Cincin Cerah Di Sekitar Lubang Hitam M87

Ilustrasi cahaya lentur oleh gravitasi di sekitar lubang hitam. Kredit: Nicolle R. Fuller / NSF

Ilustrasi cahaya lentur oleh gravitasi di sekitar lubang hitam. Kredit: Nicolle R. Fuller / NSF

Lubang hitam di pusat M87 termasuk konsumsi aktif bahan di sekitarnya. Gas dan debu di dekat lubang hitam akan jatuh atau tertarik ke lubang hitam karena gravitasi. Akibatnya, disket datar terbentuk yang kita kenal sebagai disk akresi di luar cakrawala peristiwa.

Bahan ini mengorbit lubang hitam pada kecepatan yang berbeda. Planet serupa di Tata Surya. Dekat planet mengelilingi Matahari dengan cepat dan lebih jauh, periode orbit planet melambat. Hal yang sama terjadi pada disk akresi lubang hitam. Material di dekat horizon peristiwa bergerak lebih dekat ke kecepatan cahaya, sementara semakin jauh, gerakan material akan lebih lambat.

Bahan dalam bentuk gas dan debu atau bahkan pecahan benda yang hancur bergerak dengan kecepatan tinggi. Akibatnya terjadi gesekan atau benturan antara material yang menghasilkan panas. Gesekan terjadi pada semua materi dalam kisaran beberapa miliar kilometer. Akibatnya materi dalam piringan akresi dipanaskan hingga beberapa juta derajat dan akhirnya memancarkan cahaya yang terlihat dalam gambar EHT.

Berada dekat lubang hitam cahaya juga dibelokkan oleh gravitasi lubang hitam. Sebagai hasil defleksi, foton dari bahan di balik lubang hitam akan berbalik ke lubang hitam sehingga tampak oleh pengamat. Sementara itu, semakin dekat cahaya ke lubang hitam, semakin besar defleksi yang terjadi. Dan ini tentu saja terjadi hingga batas horizon peristiwa di mana cahaya yang telah masuk ke dalamnya tidak muncul lagi dan meninggalkan area gelap di dalam cincin cerah.

Tapi, kalau diperhatikan cahaya cincin yang terang ini tidak merata. Ada bagian yang lebih terang dan ada pula yang redup. Tampaknya ada efek emisi relativistik karena material bergerak mendekati kecepatan cahaya di sekitar lubang hitam.

Ketika suatu benda bergerak mendekati kecepatan cahaya ke arah pengamat, cahaya tampak lebih cerah karena sebagian besar cahaya difokuskan pada pengamat. Sementara itu, cahaya yang bergerak dengan kecepatan cahaya akan tampak lebih gelap karena fokusnya bukan pada pengamat. Cobalah mengarahkan cahaya dengan cepat mendekati dan menjauh, maka cahaya akan berperilaku seperti senter yang fokus pada arah tertentu.

Jika gambar lubang hitam M87 diperiksa dengan cermat, maka area bawah lebih cerah dan bagian atas lebih redup. Ini karena bahan di bagian bawah mengarah ke pengamat dan yang di atas jauh dari pengamat. Dari sini, dapat dilihat arah rotasi pelat akresi dan lubang hitam di sekitarnya, yang searah jarum jam.

Ketika gambar lubang hitam atau lebih tepatnya bayangan lubang hitam diperoleh, para astronom juga membandingkan hasil pengamatan dengan model komputasi. Tentu saja model komputasi yang dibuat juga mewakili lengkungan ruangwaktu, bahan yang sedang memanas, dan medan magnet yang sangat kuat. Hasil ini juga membuktikan bahwa prediksi relativitas umum terkait dengan apa yang terjadi di sekitar objek yang memiliki gravitasi yang sangat kuat terbukti. Akibatnya, apa yang dilihat oleh para astronom dalam data EHT ternyata cocok dengan model komputasi.

Kolaborasi pada Acara Teleskop Horizon

Lubang hitam jika dilihat dengan teleskop radio dan hasil pengamatan dengan teknik interferometri yang menggabungkan 8 teleskop radio. Kredit: NRAO

Lubang hitam jika dilihat dengan teleskop radio dan hasil pengamatan dengan teknik interferometri yang menggabungkan 8 teleskop radio. Kredit: NRAO

Memotret lubang hitam jelas bukan perkara mudah. Untuk mewujudkan mimpi ini, para astronom membangun kolaborasi global yang melibatkan 40 negara. Kolaborasi EHT bertujuan untuk membangun teleskop virtual seukuran Bumi dari 8 teleskop radio gabungan yang tersebar di 8 lokasi berbeda yaitu Arizona, Chili, Meksiko, Spanyol, Hawaii, dan Antartika. Kolaborasi EHT yang dimulai pada 2009 akhirnya mulai mengarahkan seluruh teleskop untuk mengamati M87 pada 5 April 2017 setelah menyiapkan dan memperbarui teleskop selama hampir satu dekade. Tujuannya adalah untuk menghubungkan 8 teleskop dari berbagai negara menjadi satu teleskop radio raksasa seukuran Bumi.

Delapan teleskop adalah ALMA dan APEX di Chili, teleskop IRAM 30 meter di Spanyol, Teleskop James Clerk Maxwell dan Submillimeter Array di Hawai, Teleskop Alfonso Serrano Milimeter Besar di Meksiko, Teleskop Submillimeter di Arizona, dan Teleskop Kutub Selatan di Antartika.

Teknik pengamatan yang digunakan adalah interferometri baseline / VLBI yang sangat panjang, atau teknik baseline panjang, yang menggunakan beberapa teleskop radio di Bumi untuk mengumpulkan emisi pancaran radio dari benda-benda astronomi. Delapan teleskop radio diselaraskan dan difungsikan sebagai teleskop seukuran Bumi yang melakukan pengamatan pada panjang gelombang 1,3 mm. Lampu yang diterima kemudian digabungkan untuk menghasilkan informasi lengkap. Ini seperti menyusun potongan puzzle.

Pengamatan dengan teknik VLBI memungkinkan EHT untuk menghasilkan resolusi sudut 20 mikrodetik mikro. Dengan resolusi ini, Anda dapat membaca koran di Tokyo dari kafe-kafe di Jakarta!

Katie Bouman, ilmuwan komputer dari MIT dengan perangkat keras yang berisi pengamatan Lubang Hitam dikirim ke MIT untuk diproses. Kredit: @floragraham & @MIT_CSAIL

Katie Bouman, ilmuwan komputasi sains dari MIT dengan perangkat keras yang berisi pengamatan Lubang Hitam dikirim ke MIT untuk diproses. Kredit: @floragraham & @MIT_CSAIL

Data pengamatan yang menghasilkan gambar lubang hitam ini sangat besar, mencapai 5 petabita (PB) atau 5000 TB, setara dengan 5.000 tahun file musik. Data ini kemudian dikirim ke Jerman dan Amerika untuk digabungkan dengan komputer super di Institut Max Planck untuk Radio Astronomi dan Observatorium Haystack MIT. Setiap hari para ilmuwan ini memproses 350 TB data yang selaras dengan jam atom agar akurat. Setelah menghitung dan memproses gambar selama 2 tahun, foto pertama dari Lubang HI akhirnya dapat disajikan.

Apa Arti Pengamatan Lubang Hitam?

Keberhasilan memotret lubang hitam sangat penting, karena untuk pertama kalinya konsep matematika dapat ditransformasikan menjadi objek fisik yang dapat diuji, diukur, dan diamati berulang kali. Dasar penting ilmu pengetahuan. Dapat bereksperimen berulang kali untuk membuktikannya!

Gambar dan data cincin api yang telah dikumpulkan akan terus dipelajari dan dianalisis. Gambar terbaru yang diperoleh oleh Collaboration EHT, akan membawa kita untuk mengenali lubang hitam dan lingkungan di sekitarnya dari dekat.

Dengan pencitraan langsung dari lubang hitam supermasif M87 dan piringan akresi, para astronom dapat memperoleh pemahaman tentang kompleksitas proses yang menghasilkan jet atau jet di galaksi aktif. Selain itu, semburan lebih umum di lubang hitam supermasif yang aktif ketika alam semesta masih muda, jadi tidak mengherankan bahwa kita dapat mengungkap bagaimana alam semesta berevolusi saat masih muda.

Selain itu, di masa mendatang, EHT diharapkan dapat memotret gambar lubang hitam di galaksi lain, salah satunya adalah Sagittarius A * (Sgr A). Dalam rilis gambar lubang hitam M87, dinyatakan bahwa Sgr A tidak mudah difoto karena ribuan kali lebih kecil, ribuan kali lebih dekat, ribuan kali lebih cepat, dengan ukuran bayangan yang sama dengan lubang hitam M87. Ini seperti memotret balita yang hidup bergerak terus menerus selama 8 jam, sedangkan gambar yang diambil adalah foto diam. Di sisi lain, lubang hitam di M87 menyerupai beruang besar yang sedang tidur, tidak banyak bergerak sehingga mudah untuk menembak.

Perjalanan EHT untuk mengungkap rahasia lubang hitam di alam semesta baru dimulai. Sebuah terobosan baru dalam teknologi, kolaborasi antara teleskop radio terbaik di dunia, dan inovasi algoritmik, adalah titik awal untuk membuka jendela baru untuk memahami lubang hitam dan cakrawala peristiwa. Jadi kita tunggu saja cerita lubang hitam lain di masa depan.

Seperti ini:

Seperti Memuat …


What's Your Reaction?

hate hate
0
hate
confused confused
0
confused
fail fail
0
fail
fun fun
0
fun
geeky geeky
0
geeky
love love
0
love
lol lol
0
lol
omg omg
0
omg
win win
0
win
admin

0 Comments

Your email address will not be published. Required fields are marked *