Kredit gambar: NRAO
Tiga puluh tahun setelah para astronom menemukan objek misterius di pusat tepat Galaksi Bima Sakti kita, tim ilmuwan internasional akhirnya berhasil mengukur ukuran objek itu secara langsung, yang mengelilingi lubang hitam hampir empat juta kali lebih masif daripada Matahari. Ini adalah pendekatan teleskopik terdekat ke lubang hitam sejauh ini dan menempatkan batas utama astrofisika dalam jangkauan pengamatan di masa depan. Para ilmuwan menggunakan teleskop radio Very Long Baseline Array (VLBA) dari National Science Foundation untuk membuat terobosan.
"Ini adalah langkah besar ke depan," kata Geoffrey Bower, dari University of California-Berkeley. "Ini adalah sesuatu yang orang ingin lakukan selama 30 tahun," sejak objek pusat Galactic, yang disebut Sagittarius A * (diucapkan "A-star"), ditemukan pada tahun 1974. Para astronom melaporkan penelitian mereka dalam edisi 1 April dari Science Express.
"Sekarang kita memiliki ukuran untuk objek, tetapi misteri tentang sifatnya yang tepat masih ada," tambah Bower. Langkah berikutnya, ia menjelaskan, adalah mempelajari bentuknya, "jadi kita dapat mengetahui apakah itu adalah jet, cakram tipis, atau awan bulat."
Pusat Bima Sakti, 26.000 tahun cahaya dari Bumi, dikaburkan oleh debu, sehingga teleskop cahaya tampak tidak dapat mempelajari objek tersebut. Sementara gelombang radio dari wilayah pusat Galaxy dapat menembus debu, mereka tersebar oleh plasma bermuatan turbulen di ruang sepanjang garis pandang ke Bumi. Penyebaran ini telah membuat frustrasi upaya sebelumnya untuk mengukur ukuran objek pusat, seperti kabut mengaburkan sorot mercusuar yang jauh.
"Setelah 30 tahun, teleskop radio akhirnya mengangkat kabut dan kita bisa melihat apa yang terjadi," kata Heino Falcke, dari Observatorium Radio Westerbork di Belanda, anggota tim peneliti yang lain.
Objek yang terang dan memancarkan radio akan pas di jalur orbit Bumi mengelilingi Matahari, kata para astronom. Lubang hitam itu sendiri, mereka hitung, sekitar 14 juta mil, dan akan dengan mudah masuk ke dalam orbit Merkurius. Lubang hitam adalah konsentrasi materi yang begitu padat sehingga bahkan cahaya pun tidak bisa lepas dari gravitasi kuatnya.
Pengamatan VLBA baru memberikan astronom tampilan terbaik mereka pada sistem lubang hitam. "Kami jauh lebih dekat untuk melihat efek lubang hitam pada lingkungannya di sini daripada di tempat lain," kata Bower.
Lubang hitam sentral Bimasakti, seperti sepupunya yang lebih masif di nukleus galaksi yang lebih aktif, diyakini menarik material dari sekitarnya, dan dalam proses mendorong emisi gelombang radio. Sementara pengamatan VLBA baru belum memberikan jawaban akhir tentang sifat dari proses ini, mereka telah membantu mengesampingkan beberapa teori, kata Bower. Berdasarkan karya terbaru, ia menjelaskan, teori yang tersisa atas untuk sifat objek pemancar radio adalah jet partikel subatom, mirip dengan yang terlihat di galaksi radio; dan beberapa teori yang melibatkan percepatan materi di dekat tepi lubang hitam.
Ketika para astronom mempelajari Sagitarius A * pada frekuensi radio yang lebih tinggi dan lebih tinggi, ukuran objek yang tampak menjadi lebih kecil. Fakta ini juga, kata Bower, membantu mengesampingkan beberapa gagasan tentang sifat objek. Penurunan ukuran yang diamati dengan frekuensi yang meningkat, atau panjang gelombang yang lebih pendek, juga memberi para astronom target yang menggiurkan.
"Kami pikir kami akhirnya bisa mengamati pada panjang gelombang yang cukup pendek sehingga kami akan melihat cutoff ketika kami mencapai ukuran lubang hitam itu sendiri," kata Bower. Selain itu, katanya, "dalam pengamatan di masa depan, kami berharap dapat melihat 'bayangan' yang dilemparkan oleh efek lensa gravitasi dari gravitasi yang sangat kuat dari lubang hitam."
Pada tahun 2000, Falcke dan rekan-rekannya mengusulkan pengamatan semacam itu atas dasar teoretis, dan sekarang tampaknya layak. "Pencitraan bayangan cakrawala lubang hitam sekarang berada dalam jangkauan kami, jika kami bekerja cukup keras di tahun-tahun mendatang," tambah Falcke.
Kesimpulan lain yang dicapai para ilmuwan adalah bahwa "massa total lubang hitam sangat terkonsentrasi," menurut Bower. Pengamatan VLBA baru memberikan, katanya, "lokalisasi paling tepat dari massa lubang hitam supermasif yang pernah ada." Ketepatan pengamatan ini memungkinkan para ilmuwan untuk mengatakan bahwa massa setidaknya 40.000 Matahari harus berada di ruang yang sesuai dengan ukuran orbit Bumi. Namun, angka itu hanya mewakili batas bawah massa. Kemungkinan besar, para ilmuwan percaya, semua massa lubang hitam - sama dengan empat juta Matahari - terkonsentrasi di dalam area yang ditelan oleh objek pemancar radio.
Untuk melakukan pengukuran, para astronom harus berusaha keras untuk menghindari efek hamburan "kabut" plasma antara Sagitarius A * dan Bumi. "Kami harus mendorong teknik kami dengan sangat keras," kata Bower.
Bower menyamakan tugas itu dengan "mencoba melihat bebek karet kuning Anda melalui kaca buram di pancuran." Dengan melakukan banyak pengamatan, hanya menjaga data dengan kualitas terbaik, dan secara matematis menghilangkan efek hamburan plasma, para ilmuwan berhasil membuat pengukuran ukuran Sagittarius A * yang pertama kali.
Selain Bower dan Falcke, tim peneliti termasuk Robin Herrnstein dari Universitas Columbia, Jun-Hui Zhao dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, Miller Goss dari Observatorium Astronomi Radio Nasional, dan Donald Backer dari University of California-Berkeley. Falcke juga adalah profesor tambahan di Universitas Nijmegen dan ilmuwan tamu di Institut Max-Planck untuk Radioastronomi di Bonn, Jerman.
Sagitarius A * ditemukan pada Februari 1974 oleh Bruce Balick, sekarang di University of Washington, dan Robert Brown, sekarang direktur Pusat Astronomi dan Ionosfer Nasional di Universitas Cornell. Telah terbukti secara meyakinkan sebagai pusat dari Bima Sakti, di mana Galaxy berputar. Pada tahun 1999, Mark Reid dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian dan rekan-rekannya menggunakan pengamatan VLBA tentang Sagitarius A * untuk mendeteksi gerakan Bumi dalam orbit di sekitar pusat Galaxy dan menetapkan bahwa Tata Surya kita membutuhkan 226 juta tahun untuk membuat satu sirkuit di sekitar Galaksi.
Pada bulan Maret 2004, 55 astronom berkumpul di fasilitas Observatorium Astronomi Radio Nasional di Green Bank, Virginia Barat, untuk sebuah konferensi ilmiah merayakan penemuan Sagittarius A * di Green Bank 30 tahun yang lalu. Pada konferensi ini, para ilmuwan meluncurkan plakat peringatan di salah satu teleskop penemuan.
Very Long Baseline Array, bagian dari National Astronomy Observatory Radio, adalah sistem teleskop radio seluas benua, dengan antena parabola 10, 240-ton mulai dari Hawaii hingga Karibia. Ini memberikan kekuatan penyelesaian terbesar, atau kemampuan untuk melihat detail halus, dari setiap teleskop dalam astronomi, di Bumi atau di luar angkasa.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah fasilitas dari National Science Foundation, yang dioperasikan di bawah perjanjian kerja sama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asli: Siaran Berita NRAO
