Para astronom telah menangkap pandangan pertama dari cahaya terpolarisasi dan medan magnet di sekitar Sagitarius A* (Sgr A*), lubang hitam supermasif di jantung jejak Milli.
Pengamatan bersejarah yang dilakukan dengan Event Horizon Telescope (EHT) mengungkapkan bahwa medan magnet yang tersusun secara tepat memiliki kemiripan dengan medan magnet yang mengelilingi lubang hitam supermasif di jantung galaksi M87. Hal ini mengejutkan mengingat massa Sgr A* sekitar 4,3 juta kali massa Matahari, namun M87* jauh lebih mengerikan, dengan massa setara dengan sekitar 6,5 miliar Matahari.
Oleh karena itu, pengamatan EHT baru terhadap Sagitarius A* menunjukkan bahwa medan magnet yang kuat dan terorganisir dengan baik mungkin umum terjadi pada semua lubang hitam. Selain itu, karena medan magnet M87* mendorong aliran keluar yang kuat atau “jet”, hasilnya menunjukkan bahwa Sagitarius A* mungkin memiliki pancaran samar yang tersembunyi.
Terkait: Teleskop Luar Angkasa James Webb telah menemukan lubang hitam supermasif 'sangat merah' yang tumbuh di alam semesta awal
“Gambar baru lubang hitam di pusat galaksi Bima Sakti kita, Sgr A*, memberi tahu kita bahwa di dekat lubang hitam terdapat medan magnet yang kuat, berputar, dan teratur,” kata Sarah Isson, pemimpin penelitian asosiasi Hubble Fellowship NASA Program. “Untuk sementara, kami mengira medan magnet memainkan peran penting dalam cara lubang hitam memberi makan dan mengeluarkan materi dalam jet yang kuat,” kata Einstein Fellow di Pusat Astrofisika (CfI) di Harvard dan Smithsonian kepada Space.com.
“Gambar baru ini, bersama dengan struktur polarisasi yang sangat mirip dengan yang terlihat pada lubang hitam M87* yang lebih besar dan lebih kuat, menunjukkan bahwa medan magnet yang kuat dan teratur sangat penting dalam cara lubang hitam berinteraksi dengan gas dan materi di sekitarnya.”
Membandingkan kemagnetan dua lubang hitam raksasa
Terdiri dari beberapa teleskop di seluruh dunia, termasuk Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), yang digabungkan untuk membentuk teleskop seukuran Bumi, EHT sudah tidak asing lagi dalam sejarah ilmiah.
Pada tahun 2017, teleskop EHT mengambil gambar pertama lubang hitam dan lingkungannya, menggambarkan M87* yang terletak sekitar 53,5 juta tahun cahaya dari Bumi. Dua tahun setelah gambar ini terungkap ke publik pada tahun 2019, kolaborasi EHT kembali mengungkap tampilan pertama cahaya terpolarisasi di sekitar lubang hitam, M87*.
Polarisasi terjadi ketika gelombang cahaya diarahkan ke sudut tertentu. Medan magnet yang dihasilkan oleh plasma yang membungkus lubang hitam mempolarisasi cahaya pada sudut 90 derajat terhadap lubang hitam. Artinya, pengamatan polarisasi di sekitar M87* memungkinkan para ilmuwan untuk “melihat” medan magnet di sekitar lubang hitam untuk pertama kalinya.
Hal ini diikuti pada tahun 2022 oleh pengungkapan bahwa EHT juga telah mencitrakan lubang hitam supermasif yang terletak lebih dekat ke Bumi, hanya berjarak 27.000 tahun cahaya, Sgr A*, lubang hitam yang mengelilingi Bima Sakti.
Kini, EHT akhirnya memberikan para ilmuwan gambaran cahaya terpolarisasi, dan juga medan magnet, yang mengelilingi lubang hitam supermasif ini.
“Cahaya terpolarisasi inilah yang mengajarkan kita tentang medan magnet, sifat-sifat gas, dan mekanisme yang terjadi ketika lubang hitam memberi makan,” kata Isson. “Mengingat tantangan tambahan pada gambar Sgr A*, sungguh mengejutkan bahwa kami dapat memperoleh gambar polarimetri!”
Tantangan ini muncul meskipun Sagitarius A* lebih dekat dengan Bumi, karena ukuran lubang hitam supermasif Bima Sakti yang lebih kecil berarti sulit untuk menggambarkan materi yang mengorbitnya dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. M87* jauh lebih besar, yang berarti material tersebut, ketika bergerak dengan kecepatan yang kurang lebih sama, membutuhkan waktu lebih lama untuk menyelesaikan sirkuitnya, sehingga memudahkan EHT untuk menangkapnya.
Mengatasi kesulitan-kesulitan ini berarti kita sekarang dapat membandingkan dua lubang hitam di ujung spektrum lubang hitam supermasif yang berlawanan, yang satu miliar kali massa Matahari, dan satu lagi yang jutaan kali massa bintang kita. Kesimpulan awal adalah bahwa medan magnet ini sangat mirip satu sama lain.
“Kesamaan ini sangat mengejutkan karena M87* dan Sgr A* adalah dua lubang hitam yang sangat berbeda,” kata Isson. “M87* adalah lubang hitam yang cukup istimewa: ia memiliki massa 6 miliar massa matahari, hidup di galaksi elips raksasa, dan memancarkan pancaran plasma kuat yang dapat dilihat di semua panjang gelombang.
“Sgr A*, sebaliknya, sangat umum: ia memiliki massa 4 juta massa matahari, hidup di galaksi spiral biasa Bima Sakti, dan tampaknya tidak memiliki aliran sama sekali.”
Isson menjelaskan bahwa hanya dengan melihat porsi cahaya terpolarisasi, tim diharapkan dapat mempelajari perbedaan sifat medan magnet M87* dan Sgr A*.
Issoun menambahkan: “Mungkin salah satu dari mereka lebih terorganisir dan kuat, dan yang lainnya lebih bergejolak dan lemah.” “Namun, karena keduanya terlihat serupa lagi, sekarang cukup jelas bahwa kedua kelas lubang hitam yang berbeda ini memiliki geometri medan magnet yang sangat mirip!”
Hasilnya menunjukkan bahwa penyelidikan lebih dalam terhadap Sgr A* mungkin mengungkap fitur-fitur yang sampai sekarang belum ditemukan.
Apakah lubang hitam supermasif di Bima Sakti mengeluarkan pancaran pancaran yang tidak terlihat?
Polarisasi cahaya dan medan magnet Sagitarius A* yang elegan dan kuat, serta fakta bahwa ia terlihat sangat mirip dengan M87*, mungkin menunjukkan bahwa pusat lubang hitam kita telah menyembunyikan rahasia dari kita hingga saat ini.
“Kami memperkirakan bahwa medan magnet yang kuat dan teratur berhubungan langsung dengan peluncuran pesawat seperti yang kami amati di M87*,” jelas Issoun. “Karena Sgr A*, tanpa ada pesawat yang teramati, tampaknya memiliki geometri yang sangat mirip, mungkin ada juga pesawat yang mengintai di Sgr A* yang menunggu untuk diamati, dan itu akan sangat menarik!”
Para astronom tidak terlalu terkejut karena tidak melihat jet dari Sgr A*. Hal ini karena M87* dikelilingi oleh begitu banyak gas dan debu sehingga menghabiskan energi setara dengan dua atau tiga matahari setiap tahunnya. Artinya, ada banyak material yang medan magnetnya dapat mengarahkannya ke kutub dan meledak dalam semburan.
Sebaliknya, Sagitarius A* mengonsumsi sangat sedikit materi, setara dengan manusia yang mengonsumsi satu butir beras setiap juta tahun. Pengamatan ini menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif yang kita makan mungkin masih memiliki jet; Sulit untuk dilihat.
“Ada banyak bukti kemungkinan aliran keluar dan bahkan jet yang berasal dari lubang hitam di masa lalu, namun belum ada jet yang pernah terfoto di Sagitarius A* karena lingkungan pusat galaksi yang sulit,” kata Isson. “Ini akan menjadi penemuan besar tentang lubang hitam kita dan kaitannya dengan sejarahnya di Galaksi Bima Sakti kita.”
Dia menambahkan bahwa proses peluncuran jet ini merupakan mekanisme paling aktif di seluruh alam semesta, dan sangat mempengaruhi inti galaksi, misalnya menghilangkan gas dan debu yang diperlukan untuk kelahiran bintang dan mempengaruhi bagaimana galaksi tumbuh dan berevolusi. Artinya, penemuan jet yang muncul dari Sagitarius A* akan berdampak pada pemahaman kita tentang bagaimana Bima Sakti berevolusi menjadi bentuk yang diamati para astronom saat ini.
Isson melanjutkan: “Sangat mengejutkan bahwa kerusakan yang begitu luas dapat disebabkan oleh inti yang begitu kecil di galaksi, dan semuanya dimulai di tepi lubang hitam pusat, tempat medan magnet ini berkuasa.”
Isson mengatakan bahwa melalui dua gambar terpolarisasi dari dua lubang hitam yang sangat berbeda, para ilmuwan kini memiliki bukti yang sangat meyakinkan bahwa medan magnet yang kuat ada di mana-mana di raksasa kosmik ini.
“Langkah selanjutnya adalah mencari tahu bagaimana geometri ini berhubungan dengan bagaimana sistem ini bergerak, berevolusi, dan bersinar,” katanya.
EHT akan memulai kampanye pengamatannya pada tahun 2024 pada awal April, dan kolaborasi tersebut berharap dapat memperoleh tampilan multiwarna dari lubang hitam yang sudah dikenal seperti M87* dan Sgr A* dengan mengamatinya dalam frekuensi cahaya yang berbeda.
“Dalam dekade berikutnya, upaya generasi berikutnya dari EHT bertujuan untuk menambah lebih banyak teleskop untuk memenuhi cermin virtual seukuran Bumi yang sering kita amati,” tambah Isson. “Dengan perluasan EHT ini, kami akan dapat menghasilkan film lubang hitam terpolarisasi dan secara langsung mengamati dinamika antara lubang hitam M87* dan jetnya.”
Selain itu, peneliti Keuangan mengatakan EHT pada akhirnya mungkin mendapatkan bantuan berbasis ruang angkasa dalam mengamati lubang hitam dan dinamikanya. Salah satu usulan misi yang dapat membantu mencapai hal ini adalah misi Black Hole Explorer (BHEX), yang menambahkan satu teleskop luar angkasa ke rangkaian EHT berbasis darat.
“Sebanyak apapun lubang hitam berputar, rotasinya diperkirakan berhubungan langsung dengan mengapa medan magnet di dekat lubang hitam terlihat seperti itu dan bagaimana mereka dapat menembakkan jet,” Isson menyimpulkan. “Dengan menggunakan BHEX, kita dapat menggambarkan tanda cincin foton yang tajam dari lubang hitam. Cincin foton ini mengkodekan properti ruang-waktu di sekitar lubang hitam, termasuk perputaran lubang hitam!”
Penelitian tim EHT dipublikasikan pada Rabu (27 Maret) di jurnal Surat Jurnal Astrofisika.
“Kutu buku musik lepas. Pecandu internet bersertifikat. Pencinta perjalanan. Penyelenggara hardcore. “
More Stories
Lubang Ozon: Mengapa satwa liar Antartika 'terbakar sinar matahari'
Para ilmuwan telah menemukan ekosistem misterius di bawah gurun terkering di bumi
Layar surya canggih NASA berhasil dikerahkan di luar angkasa: ScienceAlert