 |
| Kredit gambar: NASA/CXC/SAO/B. Snios dkk |
Menggunakan
Observatorium Sinar-X Chandra NASA, para astronom telah menyaksikan lubang
hitam supermasif legendaris di galaksi Messier 87 yang melesatkan partikel
hingga 99% kecepatan cahaya.
Bulan
April tahun lalu, kolaborasi Event
Horizon Telescope (EHT) telah merilis gambar pertama lubang hitam yang
bersemayam di pusat galaksi Messier 87. Massa lubang hitam supermasif ini
setara dengan 6,5 miliar kali lipat massa Matahari. Terletak 55 juta tahun
cahaya dari Bumi, lubang hitam yang diberi kode M87 ini juga menyandang nama
“Powehi”, yang dalam bahasa Hawaii berarti “ciptaan gelap tak bertepi nan indah”.
Selama
bertahun-tahun, para astronom telah mengamati berkas sempit (jet) radiasi
partikel berenergi tinggi yang ditenagai oleh lubang hitam, meledak dari pusat
Messier 87. Jet telah dipelajari dalam panjang gelombang radio, optik, dan
sinar-X, termasuk dengan Chandra. Dan saat ini para astronom kembali
memanfaatkan visi tajam sinar-X Chandra untuk meneliti bagian-bagian jet yang
melesat hampir secepat cahaya.
“Untuk
pertama kalinya kecepatan ekstrem jet lubang hitam direkam menggunakan data
sinar-X,” kata Ralph Kraft dari Center of
Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) di Cambridge, Massachusetts,
yang telah mempresentasikan hasil studi saat pertemuan rutin American Astronomical Society di
Honolulu, Hawaii. “Kami membutuhkan visi tajam sinar-X Chandra untuk melakukan
pengukuran ini.”
Ketika
berada cukup dekat dengan lubang hitam, material ditarik ke dalam putaran yang
disebut “piringan akresi”. Beberapa material di bagian terdalam piringan akresi
jatuh ke lubang hitam dan beberapa di antaranya dialihkan dari lubang hitam
dalam wujud berkas sempit (jet) di sepanjang garis medan magnet. Karena proses jatuhnya
material terjadi secara tidak teratur, jet terbuat dari gumpalan atau simpul
yang kadang-kadang dapat diidentifikasi, baik oleh Chandra maupun teleskop-teleskop
lainnya.
Para
peneliti menganalisis data observasi Chandra dari tahun 2012 hingga 2017 untuk
melacak pergerakan dua simpul sinar-X di dalam jet yang terpisah sejauh 900 dan
2.500 tahun cahaya dari lubang hitam. Data sinar-X menunjukkan menunjukkan
gerakan dengan kecepatan semu 6,3 kali kecepatan cahaya untuk simpul sinar-X
yang lebih dekat dan 2,4 kali kecepatan cahaya untuk simpul yang lebih jauh.
“Salah
satu hukum fisika yang tidak bisa dipecahkan adalah tidak ada yang bisa melampaui
kecepatan cahaya,” kata rekan penulis makalah studi Brad Snios, juga dari CfA. “Kami
memang belum berhasil memecahkannya, tetapi kami telah menemukan sampel fenomena
luar biasa yang disebut superluminal
motion.”
Superluminal motion terjadi
ketika benda bergerak nyaris secepat cahaya yang mengarah di dekat garis
pandang kita. Jet bergerak hampir secepat cahaya ke arah kita dan memberikan
ilusi kecepatan semu bahwa jet melesat melampaui kecepatan cahaya. Dalam kasus
M87, jet mengarah di dekat kita dan menghasilkan kecepatan semu yang eksostis
ini.
Para
astronom sebelumnya juga telah melihat gerakan seperti itu di jet M87 dalam
panjang gelombang cahaya kasat mata dan radio, namun belum dapat secara
definitif menunjukkan materi di jet yang bergerak mendekati kecepatan cahaya. Misalnya,
fitur yang bergerak bisa berupa gelombang atau goncangan, mirip ledakan sonik
dari pesawat supersonik, dan tidak melacak pergerakan materi.
Hasil
studi terbaru ini menunjukkan keampuhan sinar-X untuk bertindak selaku pengukur
kecepatan kosmik akurat. Tim mengamati kecepatan semu yang semula 6,3 kali
kecepatan cahaya telah menurun lebih dari 70% antara tahun 2012 dan 2017. Penurunan
ini kemungkinan disebabkan oleh berkurangnya energi partikel dari radiasi yang
dihasilkan saat mereka berputar di sekitar medan magnet. Agar hal ini terjadi, maka
tim harus melihat sinar-X dari partikel-partikel yang sama pada kedua waktu,
bukan sekadar gelombang yang bergerak.
“Upaya
kami memberikan bukti terkuat bahwa partikel di dalam jet M87 benar-benar
melesat mendekati batas kecepatan kosmik,” kata Snios.
Data
Chandra adalah suplemen terbaik untuk melengkapi data EHT. Ukuran cincin di
sekitar lubang hitam yang diamati EHT sekitar seratus juta kali lebih kecil daripada ukuran jet yang diamati Chandra.
Perbedaan
lainnya juga terletak pada durasi observasi EHT terhadap M87, yang hanya berlangsung selama
enam hari pada bulan April 2017, sekaligus memberikan potret pertama lubang hitam legendaris dalam sejarah. Sementara observasi Chandra meneliti lontaran material
di dalam jet yang melesat dari lubang hitam ratusan dan ribuan tahun
sebelumnya.
“Ini
seperti Event Horizon Telescope
memberikan pandangan close-up
peluncur roket,” kata rekan penulis makalah studi Paul Nulsen, juga dari CfA, “sementara
Chandra menunjukkan roket yang telah meluncur.”
Selain
dipresentasikan saat pertemuan American Astronomical
Society, hasil studi juga dipublikasikan di The Astrophysical Journal dan tersedia secara online.
Ditulis
oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Lee Mohon
Komentar
Posting Komentar