Teknologi Baru Akan Mempertajam Gambar Lubang Hitam Secara Close-Up

By Wawan Setiawan, Senin, 22 Agustus 2022 | 07:31 WIB
Bidikan lubang hitam M87* diperoleh melalui pencitraan / pemodelan geometris, dan susunan teleskop EHT pada 2009-2017. Diameter semua cincin serupa, tetapi lokasi sisi terangnya bervariasi. (the EHT Collaboration)

Nationalgeographic.co.id—Para ilmuwan mengungkap gambar pertama sejarah manusia tentang lubang hitam terjadi pada tahun 2019. Saat itu, menggambarkan inti gelap yang dikelilingi oleh aura berapi-api dari material yang jatuh ke arahnya. Mereka yakin citra dan wawasan yang lebih baik lagi sedang menunggu untuk dikeluarkan dari data.

Simulasi memprediksi bahwa, dikaburkan oleh cahaya oranye terang itu, seharusnya ada cincin cahaya tipis dan terang. Di mana ini diciptakan oleh foton yang dilemparkan ke belakang lubang hitam oleh gravitasinya yang kuat.

Sekarang, tim peneliti telah menggabungkan prediksi teoretis dan algoritma pencitraan canggih untuk "menguasai ulang" citra asli lubang hitam supermasif di pusat galaksi M87*. Ini yang pertama kali ditangkap oleh Event Horizon Telescope (EHT) pada 2019. Temuan mereka diterbitkan di jurnal The Astrophysical Journal pada 16 Agustus dengan judul "The Photon Ring in M87*". Temuan ini konsisten dengan prediksi teoretis dan menawarkan cara baru untuk menjelajahi objek misterius ini, yang diyakini berada di jantung sebagian besar galaksi.

"Pendekatan yang kami ambil melibatkan peningkatan pemahaman teoretis kami tentang bagaimana lubang hitam ini terlihat. Lalu membangun model yang disesuaikan untuk data EHT," kata Dominic Pesce, rekan penulis studi yang berbasis di Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian dan anggota kolaborasi EHT. "Model kami menguraikan gambar yang direkonstruksi menjadi dua bagian yang paling kami pedulikan. Sehingga kami dapat mempelajari kedua bagian secara individual daripada dicampur bersama."

Hasilnya dimungkinkan karena EHT adalah "instrumen komputasi pada intinya," kata Avery Broderick, yang memimpin penelitian dan memegang Delaney Family John Archibald Wheeler Chair di Perimeter Institute. "Ini sangat bergantung pada algoritma seperti halnya pada baja. Perkembangan algoritma mutakhir telah memungkinkan kami untuk menyelidiki fitur utama gambar sambil menampilkan sisanya dalam resolusi asli EHT."

Emisi dari M87 kini telah dipecahkan menjadi cincin tipis dan terang (peta warna oranye), yang muncul dari rangkaian gambar tambahan tak terbatas dari wilayah emisi, dan gambar primer yang lebih menyebar, yang dihasilkan oleh foton yang datang langsung ke Bumi (dalam kontur biru). Jika dilihat pada resolusi pencitraan Event Horizon Telescope, kedua komponen tersebut kabur bersama-sama. Namun, dengan mencari cincin tipis secara terpisah, dimungkinkan untuk mempertajam tampilan M87, mengisolasi sidik jari dari gravitasi yang kuat. (Broderick et al. 2022, ApJ, 935, 61)

Untuk mencapai hasil ini, tim menggunakan perangkat lunak pencitraan yang mereka kembangkan yang disebut THEMIS. Sehingga memungkinkan mereka untuk mengisolasi fitur cincin yang berbeda dari pengamatan asli lubang hitam M87*. Serta mengungkapkan jejak jet yang kuat yang meledak keluar dari lubang hitam.

“Dengan dasarnya "mengupas" elemen citra,” kata rekan penulis Hung-Yi Pu, asisten profesor di National Taiwan Normal University. "Lingkungan di sekitar lubang hitam kemudian dapat terungkap dengan jelas."

Lubang hitam telah lama dianggap tidak dapat dilihat sampai para ilmuwan membujuk mereka keluar dari persembunyiannya. Dengan bantuan jaringan teleskop yang membentang di seluruh dunia yang dikenal sebagai EHT. Menggunakan delapan observatorium di empat benua, semuanya menunjuk ke tempat yang sama di langit dan terhubung bersama dengan waktu nanodetik. Para peneliti EHT mengamati dua lubang hitam pada tahun 2017.

Kolaborasi EHT pertama kali mengungkap lubang hitam supermasif di M87* pada 2019. Kemudian pada 2022, mereka mengungkap lubang hitam yang relatif kecil namun penuh gejolak di jantung galaksi Bimasakti kita, yang disebut Sagitarius A* (atau Sgr A*).

Lubang hitam supermasif menempati pusat sebagian besar galaksi. Mengemas sejumlah besar massa dan energi ke dalam ruang kecil. Lubang hitam M87*, misalnya, berukuran 2 kuadriliun (dua diikuti oleh 15 nol) kali lebih besar dari Bumi.