Sebuah lubang hitam supermasif memancarkan cahaya dari kami, tetapi gravitasinya yang kuat mengarahkan ledakan ke arah kami

Hampir terlihat, piringan gas turbulen yang mengorbit lubang hitam memiliki penampilan punuk ganda yang gila. Gravitasi intens lubang hitam mengubah jalur cahaya yang datang dari berbagai bagian piringan, menghasilkan gambar yang terdistorsi. Medan gravitasi intens lubang hitam mengarahkan dan mendistorsi cahaya dari berbagai bagian piringan, tetapi apa yang kita lihat bergantung pada sudut pandang kita. Distorsi terbesar terjadi saat melihat sistem sebagai trapesium. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA/Jeremy Schnittman

Pada tahun 1916, Albert Einstein menyelesaikan teori relativitas umum, sebuah perjalanan yang dimulai pada tahun 1905 dengan upayanya untuk menyelaraskan teori gravitasi Newton dengan hukum elektromagnetisme. Setelah selesai, teori Einstein memberikan deskripsi pemersatu gravitasi sebagai properti geometris alam semesta, di mana benda-benda besar mengubah kelengkungan ruang-waktu, mempengaruhi segala sesuatu di sekitarnya.

Lebih jauh lagi, persamaan medan Einstein memprediksi keberadaan lubang hitam, benda-benda yang begitu masif sehingga cahaya pun tidak dapat lepas dari permukaannya. GR juga memprediksi bahwa lubang hitam akan membelokkan cahaya di sekitarnya, efek yang dapat digunakan para astronom untuk melihat objek yang jauh. Mengandalkan teknik ini, tim ilmuwan internasional telah mencapai prestasi yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan mengamati cahaya yang disebabkan oleh pancaran sinar-X yang terjadi di belakang lubang hitam.

Tim ini dipimpin oleh Dr. Dan Wilkins, seorang astrofisikawan di Institut Kavli untuk Astrofisika dan Kosmologi Partikel Universitas Stanford dan seorang ahli astrofisika. NASA teman sekelas Einstein. Dia bergabung dengan para peneliti dari Universitas Saint Mary di Halifax, Nova Scotia. Institut Gravitasi dan Alam Semesta di Penn State, dan Institut SRON Belanda untuk Penelitian Luar Angkasa.

Ilustrasi bagaimana cahaya digaungkan dari balik lubang hitam. Kredit: ESA

Menggunakan teleskop ruang angkasa XMM-Newton ESA dan NuSTAR NASA, Wilkins dan timnya mengamati ledakan sinar-X terang yang datang dari sekitar massa supermasif. Lubang hitam (SMBH) terletak di pusat I Zwicky 1 – galaksi spiral yang terletak 1.800 tahun cahaya dari Bumi. Para astronom tidak mengharapkan untuk melihat ini, tetapi karena gravitasi yang kuat dari lubang SMBH (yang berasal dari 10 juta massa matahari), suar dari belakangnya terlihat oleh XMM-Newton dan NuSTAR.

Penemuan ini dibuat dalam konteks survei yang bertujuan untuk mempelajari lebih lanjut tentang cahaya sinar-X yang terang dan misterius yang mengelilingi cakrawala peristiwa lubang hitam. “Halo” ini (demikian sebutannya) diyakini disebabkan oleh gas yang terus-menerus jatuh ke dalam lubang hitam dan membentuk piringan berputar di sekitarnya. Ketika cincin dipercepat mendekati kecepatan cahaya, cincin itu akan memanas hingga jutaan derajat dan menghasilkan medan magnet yang berputar menjadi simpul.

Akhirnya, medan-medan ini berputar hingga meledak, melepaskan semua energi yang tersimpan di dalamnya. Energi ini kemudian ditransfer ke material di sekitar piringan, menghasilkan “halo” elektron sinar-X berenergi tinggi. Suar sinar-X pertama kali terlihat oleh Wilkins dan timnya dalam bentuk gema cahaya, yang dipantulkan dari pertambahan partikel gas di muka lubang hitam.

Dalam hal ini, pancaran sinar-X yang teramati sangat terang sehingga beberapa sinar-X menyinari piringan gas yang jatuh ke dalam lubang hitam. Saat suar mereda, teleskop menangkap kilatan yang lebih redup, yang merupakan gema suar yang memantul dari gas di belakang lubang hitam. Cahaya dari kilatan ini dipantulkan oleh gravitasi kuat lubang hitam dan menjadi terlihat oleh teleskop, tetapi dengan sedikit penundaan.

Ilustrasi ini menunjukkan misi sinar-X XMM-Newton, satelit sains terbesar yang dibuat oleh European Space Agency (ESA) hingga saat ini, di orbit Bumi. Kredit: ESA/D. Ducrosse

Tim dapat menentukan sumber kilatan sinar-X berdasarkan “warna” cahaya tertentu (panjang gelombang spesifiknya) yang dipancarkan. Warna sinar-X yang datang dari sisi jauh lubang hitam sedikit berubah karena lingkungan gravitasi yang kuat. Tambahkan ke fakta bahwa gema sinar-X terlihat pada waktu yang berbeda tergantung di mana mereka dipantulkan pada disk, mereka mengandung banyak informasi tentang apa yang terjadi di sekitar lubang hitam.

Akibatnya, pengamatan ini tidak hanya mengkonfirmasi perilaku yang diprediksi oleh relativitas umum, tetapi juga memungkinkan tim untuk mempelajari proses yang terjadi di balik lubang hitam untuk pertama kalinya. Dalam waktu dekat, Wilkins dan timnya ingin menggunakan teknologi ini untuk membuat peta 3D dari sekitar lubang hitam dan untuk menyelidiki misteri lubang hitam lainnya. Misalnya, Wilkins dan rekan-rekannya ingin memecahkan misteri bagaimana korona menghasilkan suar sinar-X yang begitu terang.

Misi-misi ini akan terus mengandalkan Teleskop Luar Angkasa XMM-Newton, serta observatorium sinar-X generasi berikutnya yang diusulkan Badan Antariksa Eropa yang dikenal sebagai Teleskop Astrofisika Energi Tinggi Lanjutan (ATHENA). Teleskop luar angkasa ini dan lainnya yang akan diluncurkan di tahun-tahun mendatang berjanji untuk mengungkapkan banyak hal tentang bagian-bagian alam semesta yang tidak dapat kita lihat, dan menjelaskan lebih banyak rahasianya.

Awalnya Diposting di alam semesta hari ini.