Citra Pertama Lubang Hitam Galaksi Messier 87

Citra Pertama Lubang Hitam Galaksi Messier 87

Pada Rabu, 10 April 2019 waktu Indonesia, telah dirilis untuk pertama kalinya citra lubang hitam dari galaksi Messier 87 (M87). Galaksi M87 merupakan sebuah galaksi masif di kluster galaksi Virgo yang berjarak 55 juta tahun cahaya dari Bumi. Lubang hitamnya memiliki massa 6,5 miliar kali massa matahari.

Citra yang didapat tidak sepenuhnya citra nyata dari lubang hitam, melainkan citra dari bayangan lubang hitam, cakram akresi dan horizon peristiwa di sekeliling lubang hitam. Horizon peristiwa merupakan ruang atau tepian di sekitar lubang hitam yang memiliki gravitasi sangat kuat yang menyebabkan bahkan cahaya pun tidak dapat lolos. Cakram akresi adalah cakram panas yang sangat terang yang mengelilingi lubang hitam, terdiri dari materi-materi di dekat lubang hitam yang “jatuh” ke dalam lubang hitam.

Bagaimana cakram akresi terbentuk? Sebagai contoh, materi berupa bintang yang berada di dekat lubang hitam, akan tertarik menuju lubang hitam dan tersedot memanjang seperti mie. Aliran panjang seperti mie tersebut melewati horizon peristiwa dan mendapat gravitasi yang sangat kuat yang dapat mengubah gas dan materi menjadi energi yang setara dengan 100 kali lebih banyak dari fusi nuklir yang memberikan cahaya pada sebuah bintang.

Penelitian terhadap lubang hitam supermasif M87 dilakukan hampir selama 30.000 detik di bulan April 2017. Data yang diperoleh sebesar 5 petabyte diolah selama dua tahun dan dirilis pada April 2019. Pengamatan dilakukan di empat benua menggunakan delapan teleskop radio yang terintegrasi, yang disebut Event Horizon Telescope. Delapan teleskop radio tersebut berkerja sama seolah-olah mereka adalah satu teleskop “sebesar bumi”.

Selain penelitiaan berbasis darat, penelitian juga dilakukan menggunakan teleskop ruang angkasa yang dikoordinasi oleh EHT's Multiwavelength Working Group. Bagian dari misi teleskop ruang angkasa tersebut, yaitu NASA's Chandra X-ray Observatory, Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) dan Neil Gehrels Swift Observatory.

Jika EHT mengamati perubahan dalam struktur lingkungan lubang hitam, maka teleskop ruang angkasa bertugas untuk membantu mencari tahu apa yang sedang terjadi lebih jauh dari horizon peristiwa. Teleskop ruang angkasa mengamati jet partikel berenergi tinggi yang diluncurkan oleh medan gravitasi dan magnet yang kuat di sekitar lubang hitam, yang memanjang lebih dari 1.000 tahun cahaya dari pusat galaksi.

Kombinasi data dari EHT dan teleskop ruang angkasa membantu para ilmuwan mempelajari lebih jauh mengenai emisi energi tinggi, fisika akresi, dan ejeksi di horizon peristiwa.

Seorang wanita berusia 29 tahun, Katie Bouman, lulusan MIT menggunakan rumusan algoritmanya untuk merealisasikan citra dari lubang hitam. Analogi sederhananya, Katie menggambarkan bahwa melihat lubang hitam menggunakan EHT adalah seperti bermain lagu di piano yang memiliki banyak kunci nada yang rusak, untuk memainkan lagu yang benar butuh perbaikan pada kunci nadanya atau pertambahan teleskop pada sistem EHT. Hanya dengan beberapa teleskop, membuat kita harus mampu melihat citra lubang hitam hanya dengan beberapa catatan. Satu teleskop memancarkan satu nada, apabila ada beberapa teleskop hanya akan memancarkan beberapa nada, memungkinkan adanya kekosongan akibat kunci nada “yang rusak”. Algoritma Katie berfungsi untuk mengisi kekosongan tersebut dengan gambar yang paling tampak alami.

Menurut Katie, selalu ada beberapa ambiguitas dalam hal citra sesungguhnya. Namun, Katie dan ilmuwan lainnya telah menambah jumlah catatan sehingga ambiguitas tersebut sudah hilang.

Penjelasan mengenai analogi algoritma Katie dapat dilihat di:

https://youtu.be/t5cSBmGkW3E

Sumber :