Pada bulan April 2019, sejarah kolaborasi Event Horizon Telescope menjadi sejarah ketika merilis gambar pertama dari lubang hitam yang pernah diambil. Prestasi ini adalah dekade dalam pembuatan dan memicu sirkus media internasional. Gambar itu adalah hasil dari teknik yang dikenal sebagai interferometri, di mana pengamat di seluruh dunia menggabungkan cahaya dari teleskop mereka untuk membuat gambar komposit.
Gambar ini menunjukkan apa yang telah diprediksi oleh ahli astrofisika sejak lama, bahwa pembengkokan gravitasi yang ekstrem menyebabkan foton jatuh di sekitar horizon peristiwa, berkontribusi pada cincin cerah yang mengelilinginya. Pekan lalu, pada tanggal 18 Maret, tim peneliti dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mengumumkan penelitian baru yang menunjukkan bagaimana gambar lubang hitam dapat mengungkapkan substruktur rumit di dalamnya.
Studi yang menggambarkan temuan mereka, berjudul "tanda tangan interferometrik universal dari cincin foton lubang hitam," baru-baru ini muncul di jurnal Kemajuan Sains. Tim ini dipimpin oleh Michael Johnson, seorang astrofisikawan dengan CfA, dan mendorong anggota dari Black Hole Initiative (BHI) Harvard, Laboratorium Nasional Los Alamos, Pusat Sains Teoritis Princeton, dan beberapa universitas.
Seperti yang dijelaskan Johnson dalam siaran pers CfA baru-baru ini:
“Gambar lubang hitam sebenarnya mengandung serangkaian cincin bersarang. Setiap cincin berturut-turut memiliki diameter yang sama tetapi menjadi semakin tajam karena cahayanya mengorbit lubang hitam lebih sering sebelum mencapai pengamat. Dengan gambar EHT saat ini, kami hanya melihat sekilas kompleksitas penuh yang seharusnya muncul pada gambar lubang hitam mana pun. "
Seperti yang dikatakan hukum Relativitas Umum, medan gravitasi mengubah lengkungan ruangwaktu. Dalam kasus lubang hitam, efeknya ekstrem dan menyebabkan cahaya (foton) merata di sekitarnya. Foton-foton ini membentuk bayangan pada cincin gas dan debu yang infalling yang dipercepat ke kecepatan relativistik oleh gravitasi lubang hitam.
Di sekitar daerah yang gelap ini terdapat "cincin foton" yang dihasilkan dari foton yang terkonsentrasi oleh gravitasi kuat di dekat lubang hitam. Cincin ini dapat memberi tahu banyak astronom tentang lubang hitam karena ukuran dan bentuknya mengungkapkan massa dan rotasi (alias "putaran") dari lubang hitam. Karena gambar EHT, peneliti lubang hitam sekarang memiliki alat untuk mempelajari lubang hitam.
Sejak 1950-an, para astronom telah belajar banyak tentang mereka dengan mempelajari efek yang mereka miliki terhadap lingkungan sekitar mereka. Dengan kata lain, studi tentang black hole bersifat tidak langsung dan teoretis. Tetapi dengan kemampuan untuk mengambil gambar dari benda-benda langit ini, para astronom akhirnya dapat mempelajarinya secara langsung dan mengumpulkan data nyata.
George Wong, seorang mahasiswa pascasarjana fisika di University of Illinois di Urbana-Champaign, bertanggung jawab untuk mengembangkan perangkat lunak untuk menghasilkan gambar lubang hitam yang disimulasikan. Perangkat lunak ini adalah apa yang memungkinkan untuk gambar yang dari resolusi tertinggi hingga saat ini dihitung dan memungkinkan tim mereka untuk menguraikannya menjadi serangkaian sub-gambar yang diprediksi. Seperti yang ditunjukkan oleh Wong:
“Menyatukan para ahli dari berbagai bidang memungkinkan kami untuk benar-benar menghubungkan pemahaman teoritis tentang cincin foton dengan apa yang mungkin dilakukan dengan pengamatan. Apa yang dimulai dengan perhitungan pensil-dan-kertas klasik mendorong kami untuk mendorong simulasi kami ke batas baru. ”
Apa yang terutama mengejutkan bagi para peneliti, bagaimanapun, adalah bagaimana substruktur yang diungkapkan oleh gambar lubang hitam menciptakan peluang baru untuk penelitian. Sementara subrings yang mereka ungkap biasanya tidak terlihat oleh mata telanjang pada gambar, mereka menghasilkan sinyal yang sangat jelas ketika diamati oleh array teleskop menggunakan interferometri.
Ini menyajikan astronom dengan cara yang relatif mudah untuk memperluas pekerjaan yang dilakukan oleh kolaborasi EHT sejauh ini. "Sementara menangkap gambar lubang hitam biasanya membutuhkan banyak teleskop terdistribusi, subrings sempurna untuk dipelajari hanya menggunakan dua teleskop yang sangat berjauhan," kata Johnson. "Menambahkan satu teleskop luar angkasa ke EHT akan cukup."
Bidang astronomi dan astrofisika telah mengalami beberapa revolusi dalam beberapa tahun terakhir. Antara pengamatan yang pertama kali terhadap objek antarbintang, konfirmasi gelombang gravitasi, dan pengamatan langsung pertama dari lubang hitam. Yang pertama ini telah memungkinkan penelitian yang menjanjikan untuk membuka sejumlah misteri abadi tentang kosmos.
Penelitian tim sebagian dimungkinkan oleh hibah yang dikeluarkan oleh NASA, National Science Foundation (NSF), Departemen Energi (DoE), dan beberapa yayasan ilmiah dan penelitian.
