Setahun yang lalu, sejarah telah diciptakan. Setelah kerja keras dan panjang dari para ilmuwan di seluruh dunia, gambar langsung pertama dari cakrawala lubang hitam diperoleh untuk pertama kalinya, yaitu monster supermasif bernama M87 *, 55 juta tahun cahaya dari bumi. Citra yang cemerlang, keemasan, dan kabur itu menegaskan banyak ide kami tentang lubang hitam.
Setelah mendapatkan gambar ini, para ilmuwan tidak berhenti belajar. Sebuah tim ilmuwan berdasarkan pengetahuan yang dipelajari dari M87 *, dikombinasikan dengan prediksi relativitas umum, melakukan penghitungan untuk lebih memprediksi cara kita bertemu dengannya suatu hari nanti.
Gravitasi lubang hitam sangat kuat. Massa mereka begitu besar sehingga kecepatan cahaya terlalu lambat untuk melarikan diri di bawah aksi gravitasi lubang hitam, dan mereka juga membelokkan jalur cahaya yang melewati cakrawala.
Jika foton yang lewat terlalu dekat, foton tersebut akan terperangkap di orbit sekitar lubang hitam. Ini akan membentuk apa yang disebut "cincin foton" atau "bola foton". Lingkaran cahaya sempurna akan mengelilingi tepi bagian dalam cakram akresi lubang hitam, tetapi di luar cakrawala.
Ini juga dikenal sebagai orbit stabil terdalam, seperti yang Anda lihat dari gambar di bawah. Ini digambar oleh astrofisikawan Jean-Pierre Luminet pada tahun 1978.
Gambar dari Jean-Pierre Luminet
Model lingkungan di sekitar lubang hitam menunjukkan bahwa cincin foton menciptakan substruktur kompleks yang terdiri dari lingkaran cahaya tak terhingga sedikit seperti efek yang Anda lihat di cermin tak terhingga.
Ahli astrofisika Michael Johnson dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics menjelaskan: "Gambar lubang hitam sebenarnya berisi serangkaian cincin bersarang. Setiap cincin memiliki diameter yang kira-kira sama, tetapi saat cahaya mencapai pengamat sebelumnya Semakin Anda mengorbit lubang hitam, semakin tajam jadinya. Melalui gambar EHT saat ini, kami hanya dapat melihat sekilas kompleksitas penuh yang seharusnya muncul dalam gambar lubang hitam mana pun. "
Event Horizon Telescope
Pada gambar bersejarah pertama M87 * (atas), kita bisa melihat piringan akresi - bagian bercahaya oranye pada gambar. Bagian hitam di tengah adalah bayangan lubang hitam. Kami tidak dapat benar-benar melihat bola foton karena lingkarannya sangat halus dan resolusi teleskop tidak cukup tinggi untuk menangkapnya, tetapi seharusnya terletak di sekitar tepi bayangan lubang hitam.
Jika kita dapat melihatnya, lingkaran cahaya akan memberi tahu kita beberapa informasi yang sangat penting tentang lubang hitam. Ukuran halo dapat menunjukkan massa, ukuran, dan kecepatan rotasi lubang hitam. Kami dapat menentukan data ini dari disk akresi, tetapi cincin foton memungkinkan kami untuk lebih mempersempit rentang data untuk membuat pengukuran yang lebih akurat.
Para peneliti menulis di koran: "Kulit foton yang dikumpulkan dari mana saja di alam semesta, setiap sub-cincin terdiri dari foton yang dimiringkan ke arah layar pengamat (setiap sub-cincin terdiri dari foton di alam semesta. Setelah cangkang dikumpulkan melalui lensa gravitasi tersusun dari foton). "
"Oleh karena itu, dalam lingkungan ideal tanpa absorpsi, setiap sub-cincin berisi gambar independen yang membusuk secara eksponensial dari seluruh alam semesta, dan setiap sub-cincin berikutnya menangkap alam semesta yang terlihat pada waktu sebelumnya. Singkatnya, kelompok ini Substrukturnya seperti layar film, menangkap sejarah alam semesta yang terlihat seperti yang terlihat dari lubang hitam. "
Oleh karena itu, Johnson dan timnya menggunakan pemodelan untuk menentukan kemungkinan mendeteksi cincin foton dalam pengamatan di masa mendatang. Mereka menemukan bahwa itu bisa dilakukan, meskipun itu tidak mudah.
Pencitraan M87 * adalah prestasi orisinalitas dan kerja sama. Teleskop di seluruh dunia telah bersama-sama menciptakan interferometer garis dasar yang sangat panjang yang disebut Teleskop Horizon Peristiwa, di mana jarak yang tepat dan perbedaan waktu antara teleskop dalam larik dapat dihitung untuk menggabungkan pengamatan. Sederhananya, ini seperti menggunakan teleskop seukuran bumi.
Johnson berkata: "Apa yang benar-benar mengejutkan kami adalah bahwa meskipun sub-cincin bersarang hampir tidak terlihat oleh mata telanjang - bahkan gambar yang sempurna - mereka kuat dan jelas untuk susunan teleskop yang disebut interferometer baseline. Meskipun pengambilan gambar lubang hitam biasanya memerlukan banyak teleskop terdistribusi, sub-ring dapat dipelajari hanya dengan menggunakan dua teleskop yang berjauhan. Cukup menambahkan teleskop luar angkasa ke teleskop event horizon. "
Gambar dari NASA / Xander89 / Wikimedia Commons, CC BY 3.0
Menempatkan teleskop ke orbit rendah Bumi adalah awal yang baik, tetapi ini hanya memungkinkan kita untuk memotret salah satu cincin dengan jelas.
Untuk mendeteksi sub-cincin kedua, Anda harus menempatkan teleskop agak jauh dari orbit rendah Bumi, seperti bulan. Sub-ring ketiga mengharuskan teleskop ditempatkan di luar bulan, dalam posisi stabil yang dibentuk oleh interaksi gravitasi antara matahari dan bumi, yang disebut titik Lagrange, yaitu L2 pada gambar.
Ini semua mungkin. NASA sedang merencanakan misi berawak ke bulan, dengan banyak satelit yang terletak di L2. Jelas ini tidak akan terjadi besok, tetapi ini memang tujuan yang menarik, bekerja keras untuk teleskop generasi berikutnya.
Staf kecebong disusun dari sciencealert, penerjemah Li Tongxin, mencetak ulang membutuhkan otorisasi
- Serangan balik dari "selebriti internet" Qingming ternyata mengandalkan dukungan mewah dari keduanya
- Pencegahan epidemi hardcore ada di sini! Apakah Anda ingin mencicipi paket kiamat dengan umur simpan 30 tahun?