Setelah dua tahun disiapkan, tim internasional akhirnya berhasil memotret keberadaan raksasa blackhole di pusat galaksi Bima Sakti. Lubang hitam supermasif ini ada di konstelasi M87, berjarak 55 juta tahun cahaya dari Bumi, memiliki densitas 6,5 milyar lebih padat dari Matahari.
Rabu (10/4), masyarakat ilmiah mencatat sejarah. Melalui konferensi pers yang terkoordinasi di seluruh dunia, para peneliti mengungkap tayangan gambar dari “bayangan” lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bimasakti.
Blackhole itu berbentuk donat kuning-oranye dengan garis-garis lebih cerah di bagian yang lebih luas. ‘’Ini bukan simulasi. Itu bukan konsep artis. Ini adalah gambar radio pertama dari lubang hitam. Gambar yang sudah lama dicari ini memberikan bukti terkuat hingga saat ini untuk keberadaan lubang hitam supermasif dan membuka jendela baru ke studi lubang hitam, cakrawala acara mereka, dan gravitasi. Gambar melalui Kolaborasi Teleskop Event Horizon,’’ ungkap Deborah Byrd, astronom pendiri EarthSky.
Rabu kedua April 2019 mencatat rekor sejarah ilmu pengetahuan eksperimental. Secara empiris eksistensi blackhole dibuktikan melalui siaran langsung melalui kamera teleskop milik tim kolaborasi internasional. Gambar itu hasil kolaborasi internasional multi-tahun. Para astronom berhasil mengabadikan pengamatan “pergeseran paradigma” lubang hitam raksasa di pusat galaksi M87, yang berjarak 55 juta tahun cahaya dari Bumi. Gambar tidak menunjukkan lubang hitam itu sendiri; lubang hitam berwarna hitam karena tidak ada cahaya yang bisa menghindarinya, dan lubang itu sendiri tidak terlihat. Sebagai gantinya, gambar tersebut menunjukkan apa yang oleh para astronom disebut sebagai “bayangan” lubang hitam, sebuah cincin terang terbentuk ketika cahaya membengkok dalam gravitasi yang kuat di sekitar lubang. Lubang hitam ini diperkirakan sekitar 6,5 miliar kali lebih masif daripada matahari kita.
Untuk mendapatkan gambar, para astronom menggunakan Event Horizon Telescope (@ehtelescope on Twitter) – sebuah array berskala planet dari delapan teleskop radio berbasis darat – yang dirancang khusus untuk menangkap foto lubang hitam pertama kalinya.
Terobosan ini juga diumumkan melalui enam makalah ilmiah yang diterbitkan serentak melalui edisi khusus The Astrophysical Journal Letters, juga pada 10 April 2019. ‘’Meskipun blackhole telah dipelajari selama beberapa dekade, mereka sebagian besar merupakan objek teoretis. Semua gambar yang pernah Anda lihat darinya adalah simulasi komputer, atau konsepsi artis, hingga sekarang,’’ kata Michael Moyer, astronom dan jurnalis sains di Amerika.
Sheperd S Doeleman
Direktur proyek Event Horizon Telescope (EHT), Sheperd S. Doeleman, dari Harvard-Smithsionian Center for Astrophysics mengatakan: “Kami telah mengambil gambar pertama dari lubang hitam. Ini adalah prestasi ilmiah luar biasa yang dicapai oleh tim yang terdiri lebih dari 200 peneliti.’’
Lubang hitam adalah benda kosmik yang luar biasa dengan massa sangat besar tetapi ukurannya sangat kompak. Kehadiran benda-benda ini mempengaruhi lingkungan mereka dengan cara yang ekstrem, melengkungkan ruangwaktu dan super-pemanasan setiap materi di sekitarnya.
Berbagai metode kalibrasi dan pencitraan mengungkapkan struktur seperti cincin dengan wilayah tengah gelap – bayangan lubang hitam – yang bertahan selama beberapa pengamatan EHT independen.
Lubang hitam supermasif adalah objek astronomi yang relatif kecil – yang membuatnya mustahil untuk diamati secara langsung sampai sekarang. Karena ukuran lubang hitam sebanding dengan massanya, semakin besar lubang hitam, semakin besar bayangannya. Berkat massa dan kedekatannya yang sangat besar, lubang hitam M87 diperkirakan menjadi salah satu yang terbesar yang dapat dilihat dari Bumi – menjadikannya target yang sempurna untuk EHT.
Bayangan lubang hitam adalah yang paling dekat dengan bayangan lubang hitam itu sendiri, objek yang benar-benar gelap tempat cahaya tidak bisa lepas. Batas lubang hitam adalah sekitar 2,5 kali lebih kecil dari bayangan yang dilemparkannya dan ukurannya hanya di bawah 25 miliar kilometer.
Event Horizon Telescope menghubungkan teleskop di seluruh dunia untuk membentuk teleskop virtual seukuran Bumi. Skala seukuran Bumi memberikannya kepekaan dan resolusi yang benar-benar belum pernah terjadi sebelumnya: karenanya, gambar lubang hitam pertama kalinya. EHT adalah hasil kolaborasi internasional bertahun-tahun. Ini menawarkan para ilmuwan cara baru untuk mempelajari benda-benda paling ekstrim di alam semesta yang diprediksi oleh relativitas umum Einstein selama seratus tahun percobaan bersejarah yang pertama kali mengkonfirmasi teori tersebut.
Doeleman menyatakan: “Kami telah mencapai sesuatu yang dianggap mustahil hanya satu generasi yang lalu. Terobosan dalam teknologi, koneksi antara observatorium radio terbaik dunia, dan algoritma inovatif semuanya datang bersama-sama untuk membuka jendela yang sama sekali baru pada lubang hitam dan cakrawala semesta.”
Dan, seperti halnya semua kemajuan baru dalam sains, langkah baru ke depan ini pasti akan menimbulkan lebih banyak pertanyaan! Para astronom dan astronomi telah menyiapkan sarananya.
Proyek Teleskop Event Horizon
Gambar yang disimulasikan oleh University of Arizona menunjukkan plasma turbulen di lingkungan ekstrem di sekitar lubang hitam supermasif. Kredit: Universitas Arizona.
Bertempat di National Press Club, Washington DC, Rabu (10/4) pagi, Proyek Event Horizon Telescope (EHT) dan National Science Foundation (NSF) mengadakan konferensi pers untuk mengumumkan hasil terobosan observasi lubang hitam.
Ikut berbicara dalam konferensi pers ini antara lain: Direktur NSF, France Córdova, dan tim panel peneliti EHT seperti Sheperd Doeleman, Direktur EHT, peneliti senior Universitas Harvard, Pusat Astrofisika di Harvard & Smithsonian; Daniel Marrone, Universitas Arizona, Departemen Astronomi, Observatorium Steward; Avery Broderick, Universitas Waterloo, Departemen Fisika dan Astronomi, Institut Perimeter untuk Fisika Teoritis; Sera Markoff, Universitas Amsterdam, Institut Anton Pannekoek untuk Astronomi, Gravitasi, dan Fisika Partikel Amsterdam
Selain di AS, konferensi pers juga berlangsung serentak di Brussels, Santiago, Shanghai, Taipei dan Tokyo. Komisaris Eropa untuk riset dan inovasi, Carlos Moedas, tampil di Brussels; Presiden Academia Sinica, James Liao, hadir di Taipei; Direktur Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), Sean Dougherty, dan Direktur Observatorium South Europe, Xavier Barcons, berbicara di Santiago.
Dirintis dua tahun lalu (04/04/2017) , EHT diinstall sebagai observatorium dunia untuk memulai pengukuran lubang hitam. Targetnya, merekam gambar jantung galaksi Bima Sakti. Kolaborasi riset global disiapkan untuk mendukungnya. EHT menyatukan astronom sedunia untuk membentuk teleskop besar, dari Eropa melalui Chili dan Hawaii hingga ke Kutub Selatan. Pengukuran berlangsung 4 hingga 14 April pada awalnya.
Sejatinya, akhir abad ke-18, Pierre Simon de Laplace dan John Mitchell sudah berspekulasi tentang “bintang-bintang gelap” dengan gravitasi sangat kuat. Tesis ini menggunakan teori gravitasi Newton dan teori cahaya sel. Awal abad ke-20, Albert Einstein kemudian merevolusi pemahaman gravitasi – dan juga materi, ruang dan waktu – dengan Teori Umum Relativitas dan konsep dasar lubang hitam. Yang terakhir dimatangkan oleh Stephen Hawking.
Gambar simulasi cakrawala sekitar blackhole di pusat galaksi Bima Sakti
Lubang hitam tak mungkin diamati secara langsung. Mereka memiliki massa sangat besar dan sangat padat sehingga cahaya pun tak bisa lepas darinya; karena itu mereka tetap hitam. Tetapi dengan mengukur gelombang gravitasi atau dengan mendeteksi gaya gravitasi kuat di lingkungan kosmiknya, para astronom telah membuktikan keberadaan perangkap gravitasi ini secara tidak langsung. Inilah alasan mengapa bintang bergerak amat cepat saat mengorbit pusat gravitasi yang tidak terlihat di jantung galaksi kita.
Teleskop Horizon IRAM
Antena Teleskop IRAM dengan piring berdiameter 30-meter termasuk teleskop radio yang pailing sensitif dari rangkaian kolaborasi Event Horizon Telescope.
Para ilmuwan juga percaya, dimungkinkan mengamati lubang hitam dengan melihat batas bayangan horizon di sekitar lubang hitam, di mana cahaya dan materi terhisap masuk. Pada saat materi melewati batasnya, teori menyatakannya. memancarkan radiasi intens sebgai ekspresi ‘kematian’ bintang. Radiasi terpancar sebagai gelombang radio dalam kisaran milimete sehingga dapat menggambarkan horizon bayangan lubang hitam.
EHT dirancang secara akurat untuk menjejak lubang hitam yang berjarak puluhan ribu hingga puluhan juta tahun cahaya dari Bumi dan memiliki massa kira-kira setara dengan 4,5 juta massa matahari. Karena begitu jauh, objek muncul pada sudut yang sangat kecil.
Solusinya ditawarkan oleh interferometri. Prinsipnya sebagai berikut: alih-alih menggunakan satu teleskop besar, beberapa observatorium digabungkan bersama seolah-olah mereka adalah komponen kecil dari antena raksasa tunggal. Dengan cara ini para ilmuwan dapat mensimulasikan teleskop setara keliling Bumi. Mereka melakukan ini karena semakin besar teleskop, semakin halus detail yang dapat diamati; resolusi sudut yang disebut meningkat.
Proyek Event Horizon Telescope mengeksploitasi teknik pengamatan ini dan pada bulan April melakukan pengamatan pada frekuensi 230 gigahertz, sesuai dengan panjang gelombang 1,3 milimeter, dalam mode interferometri. Resolusi sudut maksimum teleskop radio global ini adalah sekitar 26 mikro-detik. Ini setara ukuran bola golf di bulan atau seluas rambut manusia yang terlihat dari jarak 500 kilometer!
Pengukuran pada batas yang dapat diamati ini hanya dimungkinkan dalam kondisi optimal, yaitu pada saat kering, ketinggian tinggi. Ini dapat dijangkau observatorium IRAM, sebagian dibiayai Max Planck Society, dengan antena 30 meter di Pico Veleta, ppada uncak setinggi 2.800 meter di Sierra Nevada Spanyol. Sensitivitasnya hanya dilampaui oleh antenna APEX di Atacama Large Millimeter Array (ALMA), yang terdiri dari 64 teleskop individu di bukit Chajnantor (tinggi 5.000 meter) di Andes Chili.
Dedi Junaedi
