Event Horizon Telescope, sebuah array berskala planet dari delapan teleskop radio berbasis darat yang ditempa melalui kolaborasi internasional, menangkap gambar lubang hitam supermasif ini dan bayangannya yang ada di pusat galaksi M87.
(Gambar: © Kolaborasi EHT)
Itu Teleskop Horizon Acara proyek tidak berpuas diri.
Pada bulan April 2019, kolaborasi EHT mengungkapkan gambar lubang hitam pertama kali, Yang menangkap raksasa di jantung galaksi M87. Proyek ini telah bekerja untuk saat itu selama dua dekade, tetapi pembukaannya tidak menandai klimaks atau puncaknya. Sebaliknya, itu adalah titik balik, pembukaan jendela ke penemuan yang lebih menarik yang akan datang, kata anggota tim.
"Kita akan melihat kembali pada 20 tahun ini dari sekarang - Anda tahu, kita semua akan minum minuman payung di suatu tempat - dan saya pikir kita akan mengenali citra M87 hanya sebagai permulaan," direktur pendiri EHT Shep Doeleman, seorang astronom di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian (CfA) di Massachusetts, mengatakan kepada wartawan pada 10 April saat acara webcast merayakan peringatan satu tahun peluncuran foto tersebut.
"Itu benar-benar hanya permulaan," Doeleman menambahkan. "Aku pikir penemuan itu akan terus bergulir."
Ambisi lubang hitam besar
Momen besar berikutnya bisa melibatkan supermasif galaksi Bima Sakti kita sendiri lubang hitam, yang dikenal sebagai Sagitarius A *, atau Sgr A * singkatnya. Tim EHT telah mengamati Sgr A * tetapi belum dapat menghasilkan gambar dari data.
Memotret lubang hitam jauh lebih terlibat daripada hanya menunjuk dan menembak. EHT menggabungkan data dari delapan teleskop radio di seluruh dunia, yang dihubungkan untuk membentuk megascope virtual seukuran Bumi. Tim merancang algoritma untuk memahami semua informasi ini, mengintegrasikannya untuk menghasilkan gambar yang menggambarkan lubang hitam itu. horizon acara - "point of no return" di mana tidak ada apapun, bahkan cahaya, yang bisa lolos. (Memotret interior lubang hitam tidak mungkin, kecuali Anda berada di sana sendiri, yang tidak disarankan.)
Pekerjaan seperti itu sangat melelahkan dan menghabiskan waktu; misalnya, data M87 yang memungkinkan gambar tahun lalu dikumpulkan pada 2017. Dan Sgr A * masih merupakan target yang lebih keras, meskipun itu jauh lebih dekat dengan kita (26.000 tahun cahaya versus 55 juta tahun cahaya untuk M87). Sgr A * adalah lubang hitam supermasif yang relatif ringan, menampung massa "hanya" 4,3 juta matahari, dan karenanya beroperasi pada rentang waktu yang lebih pendek daripada monster M87 6,5 miliar massa matahari.
"Salah satu tantangan untuk Sagitarius A * adalah bahwa ia berkembang begitu cepat selama malam hari," kata Doeleman. "Jadi, kami sedang mengembangkan algoritma baru yang secara khusus dapat mengatasinya, untuk menambahkan variabilitas waktu pada pemodelan. Itu hanya membutuhkan waktu lebih lama."
Menambahkan Sgr A * ke album foto adalah prioritas tinggi bagi anggota tim EHT, sebagian karena mereka ingin melihat objek yang sangat berbeda dari Lubang hitam supermasif M87. Tetapi ambisi proyek tidak berakhir di sana. Kolaborasi ini berencana untuk menggandakan jumlah teleskop EHT konstituen, menciptakan "EHT generasi berikutnya" yang akan mendorong penemuan ke tingkat berikutnya.
Megascope yang dimodifikasi "akan memberi kita pandangan yang lebih tajam dan membuat film lubang hitam pertama," kata Doeleman.
EHT generasi berikutnya akan membawa lebih banyak lubang hitam ke dalam jangkauan para peneliti. Dan itu bahkan dapat memungkinkan tim untuk memperbesar "cincin foton" lubang hitam, sebuah struktur aneh yang tampaknya berisi urutan subrings yang tak terbatas dan penuh informasi. Pengamatan mendalam seperti itu akan "memungkinkan tes ultraprecise teori Einstein, dan bahkan ekstraksi spin," kata Doeleman.
Itu akan menjadi masalah besar. "Lubang hitam supermasif adalah objek unsur yang hanya dijelaskan oleh ukuran dan putarannya," kata anggota tim EHT Michael Johnson, juga dari CfA, pada acara 10 April. Pengamatan EHT sudah memungkinkan para ilmuwan untuk memakukan massa, jadi mendapatkan putaran juga akan memungkinkan para ilmuwan untuk benar-benar mendapatkan barang dari monster yang menelan cahaya ini.
EHT generasi berikutnya akan memberikan manfaat lain juga, kata Doeleman dan Johnson. Sebagai contoh, kemitraan yang ditingkatkan harus memungkinkan kolaborasi untuk memperoleh pemahaman yang jauh lebih baik tentang jet lubang hitam, balok partikel yang raksasa meledak di hampir kecepatan cahaya.
Kolaborasi ini telah mendapatkan dana dari Yayasan Sains Nasional A.S. untuk mendapatkan bola bergulir di EHT generasi berikutnya. Tujuannya adalah untuk mendapatkan desain final di tempat dalam tiga atau empat tahun dan memiliki segalanya dan berjalan sebelum akhir dekade, kata Doeleman. (Omong kosong bukan satu-satunya cara untuk meningkatkan EHT, dengan cara. Resolusi juga dapat ditingkatkan dengan mengamati target dalam beberapa frekuensi elektromagnetik, kata Doeleman dan Johnson.)
EHT bisa mendapatkan dorongan lagi setelah itu. Memperluas jangkauan megascope ke luar angkasa akan sangat meningkatkan kekuatan penyelesaiannya, dan tim sedang mencari cara untuk melakukan hal itu. Kolaborasi ini sedang menyelidiki kemungkinan memasukkan aset ruang yang sudah ada serta meningkatkan misi baru yang berdedikasi, kata Johnson.
Menambahkan bahkan satu instrumen dalam orbit geosinkron, lebih dari 22.000 mil (35.400 kilometer) di atas planet kita, akan membuat perbedaan. "Dan kemudian, tentu saja, begitu kamu keluar bulan - di situlah saya pikir kami akan benar-benar melihat ilmu yang sama sekali baru, "Johnson mengatakan kepada Space.com bulan lalu, ketika tim EHT mengumumkan cincin fotonnya dihasilkan. (Jarak itu sekitar 10 kali lebih jauh; bulan rata-rata 238.855 mil, atau 384.400 km, dari Bumi.)
Benjolan di jalan
Pandemi virus corona telah membuat jalan menuju penemuan EHT di masa depan lebih bergelombang daripada biasanya: Proyek Kampanye pengamat 2020 dibatalkan karena beberapa lingkup yang berpartisipasi ditutup karena alasan kesehatan dan keselamatan. (Proyek mengumpulkan data hanya sekali per tahun, selama jendela pada bulan Maret dan April ketika cuaca cenderung bagus di semua lokasi pengamatan yang luas.)
Pembatalan itu adalah langkah yang tepat, kata Doeleman. Tapi itu "memilukan," tambahnya, terutama karena pengamatan tahun ini akan mencakup kontribusi pertama kali dari instrumen di Greenland, Arizona dan Pegunungan Alpen Prancis. Jadi, kampanye 2020 akan menampilkan EHT 11-lingkup diperluas, lebih kuat.
Tetapi tim masih bisa melakukan banyak analisis data dan mulai meletakkan dasar untuk pengamatan tahun depan, Doeleman menekankan. Jadi, semangat di antara para peneliti jauh dari rusak.
"Di seluruh kolaborasi sekarang, tidak ada nada keputus-asaan; saya pikir kita semacam dipersatukan oleh penderitaan," kata Johnson.
"Solusi lubang hitam diturunkan oleh Karl Schwarzschild di parit selama Perang Dunia I," katanya, merujuk pada fisikawan Jerman yang datang dengan solusi tepat pertama untuk Persamaan relativitas umum Einstein. "Jadi, sains terus berlanjut, dan saya pikir itu memiliki peran penting bahkan di tengah tantangan ini."
- Lubang hitam besar ini berputar setengah kecepatan cahaya!
- Tim Event Horizon Telescope memenangkan $ 3 juta Hadiah Terobosan untuk pencitraan lubang hitam epik
- 8 misteri astronomi yang membingungkan
