Teori Albert Einstein tentang lubang hitam atau black hole sejauh ini terbukti benar. Ada area di tepi lubang hitam di mana materi tidak dapat lagi berada di orbit dan malah jatuh ke dalamnya, seperti yang diprediksikan oleh teori gravitasi.
Dengan menggunakan teleskop yang mampu mendeteksi sinar-X, tim astronom untuk pertama kalinya mengamati area ini – yang disebut “wilayah terjun” – di dalam lubang hitam sekitar 10.000 tahun cahaya dari Bumi.
“Kami selama ini mengabaikan wilayah ini, karena kami tidak memiliki datanya,” kata ilmuwan peneliti Andrew Mummery, penulis utama studi yang diterbitkan Kamis di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
“Tetapi sekarang setelah kami melakukannya, kami tidak dapat menjelaskannya dengan cara lain,” sambungnya seperti dikutip dari CNN.
Ini bukan pertama kalinya lubang hitam membantu mengkonfirmasi teori besar Einstein, yang juga dikenal sebagai relativitas umum. Foto pertama lubang hitam, yang diambil pada tahun 2019, sebelumnya memperkuat asumsi inti fisikawan revolusioner bahwa gravitasi hanyalah materi yang membengkokkan struktur ruang-waktu.
Banyak prediksi Einstein lainnya yang terbukti benar selama bertahun-tahun, di antaranya adalah gelombang gravitasi dan batas kecepatan universal. “Dia adalah orang yang tangguh untuk dipertaruhkan pada saat ini,” kata Mummery, seorang Leverhulme-Peierls Fellow di departemen fisika Universitas Oxford di Inggris.
“Kami secara khusus mencari yang ini – itulah rencananya. Kami berdebat apakah kami bisa menemukannya dalam waktu yang sangat lama,” kata Mummery. “Orang-orang mengatakan hal itu tidak mungkin, jadi memastikan hal itu ada sungguh menarik.”
'Seperti tepi air terjun'
Lubang hitam yang diamati berada dalam sistem yang disebut MAXI J1820 + 070, yang terdiri dari bintang yang lebih kecil dari matahari dan lubang hitam itu sendiri, diperkirakan bermassa 7 hingga 8 massa matahari. Para astronom menggunakan teleskop NuSTAR dan NICER berbasis ruang angkasa milik NASA untuk mengumpulkan data dan memahami bagaimana gas panas, yang disebut plasma, dari bintang tersedot ke dalam lubang hitam.
NuSTAR adalah kependekan dari Nuclear Spectroscopic Telescope Array, yang mengorbit Bumi, dan NICER, yang secara resmi dikenal sebagai Penjelajah Komposisi Interior bintang Neutron, terletak di Stasiun Luar Angkasa Internasional.
“Di sekitar lubang hitam ini terdapat cakram besar berisi materi yang mengorbit (dari bintang terdekat),” kata Mummery.
“Sebagian besar stabil, artinya bisa mengalir dengan lancar. Ini seperti sungai, sedangkan daerah yang terjun seperti tepi air terjun - semua dukungan Anda hilang dan Anda terjatuh lebih dulu. Sebagian besar yang bisa Anda lihat adalah sungai, tapi ada wilayah kecil di ujungnya, yang pada dasarnya adalah apa yang kami temukan,” tambahnya, sambil mencatat bahwa meskipun “sungai” tersebut telah diamati secara luas, ini adalah bukti pertama dari sungai tersebut. "air terjun."
Berbeda dengan horizon peristiwa, yang letaknya lebih dekat ke pusat lubang hitam dan tidak membiarkan apa pun lolos, termasuk cahaya dan radiasi, di “wilayah terjun” cahaya masih bisa lolos, namun materi akan hancur karena tarikan gravitasi yang kuat, Mummery menjelaskan.
Temuan penelitian ini dapat membantu para astronom lebih memahami pembentukan dan evolusi lubang hitam. “Kami benar-benar dapat mempelajarinya dengan mempelajari wilayah ini, karena letaknya yang paling pinggir, sehingga memberi kami informasi paling banyak,” kata Mummery.
Sebuah tim peneliti, termasuk astronom dari NOIRLab NSF, telah mengembangkan teknik pembelajaran mesin baru untuk meningkatkan fidelitas dan ketajaman gambar interferometri radio. Untuk mendemonstrasikan kekuatan pendekatan baru mereka, yang disebut PRIMO, tim menciptakan versi baru dengan ketelitian tinggi dari gambar ikonik Event Horizon Telescope yang menggambarkan lubang hitam supermasif di pusat Messier 87, sebuah galaksi elips raksasa yang terletak 55 juta tahun cahaya dari Bumi.
Satu hal yang hilang dari penelitian ini adalah gambaran sebenarnya dari lubang hitam tersebut, karena terlalu kecil dan jauh. Namun tim peneliti Oxford lainnya sedang mengerjakan sesuatu yang lebih baik dari sekedar gambar: film pertama tentang lubang hitam.
Untuk mencapai hal tersebut, pertama-tama tim perlu membangun observatorium baru, Teleskop Milimeter Afrika di Namibia, yang diharapkan Mummery dapat beroperasi dalam waktu satu dekade. Teleskop tersebut, yang akan bergabung dengan kolaborasi internasional Event Horizon Telescope yang menangkap gambar lubang hitam yang inovatif pada tahun 2019, akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati dan memfilmkan lubang hitam besar di pusat galaksi Bima Sakti dan sekitarnya.
Hubungan ke masa lalu
Menurut Christopher Reynolds, seorang profesor astronomi di Universitas Maryland, College Park, menemukan bukti nyata mengenai “wilayah terjun” adalah langkah penting yang akan memungkinkan para ilmuwan menyempurnakan model secara signifikan tentang bagaimana materi berperilaku di sekitar lubang hitam.
“Misalnya bisa digunakan untuk mengukur laju rotasi lubang hitam,” kata Reynolds yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut.
Dan Wilkins, seorang ilmuwan peneliti di Universitas Stanford di California, menyebutnya sebagai perkembangan yang menarik, dan menunjukkan bahwa pada tahun 2018 terjadi ledakan cahaya yang sangat terang dari salah satu lubang hitam di galaksi kita, yang dipadukan dengan energi berlebih yang tinggi. Sinar X.
Para astronom telah menemukan lubang hitam bintang paling masif di galaksi kita, berkat gerakan goyangan yang ditimbulkannya pada bintang pendampingnya. Karya seniman ini menunjukkan orbit bintang dan lubang hitam, yang dijuluki Gaia BH3, di sekitar pusat massanya. Goyangan ini diukur selama beberapa tahun dengan misi Gaia Badan Antariksa Eropa. Data tambahan dari teleskop lain, termasuk Very Large Telescope milik ESO di Chile, mengonfirmasi bahwa massa lubang hitam ini 33 kali massa Matahari kita.
Komposisi kimiawi bintang pendampingnya menunjukkan bahwa lubang hitam terbentuk setelah runtuhnya sebuah bintang masif dengan sedikit unsur berat, atau logam, seperti yang diperkirakan secara teori.
“Saat itu kami berhipotesis bahwa kelebihan ini berasal dari material panas di 'wilayah terjun', namun kami tidak memiliki prediksi teoritis penuh mengenai seperti apa emisi tersebut,” kata Wilkins, yang juga tidak terlibat dalam penelitian tersebut. studi baru.
KOMENTAR ANDA