Gambar baru menunjukkan semburan plasma menyembur dari lubang hitam supermasif

Melbourne: Pada tahun 2019, ketika para astronom menangkap gambar pertama dari bayangan lubang hitam — lingkaran cahaya berbentuk donat oranye terang yang disebabkan oleh gravitasi kuat lubang hitam yang membengkokkan cahaya di sekitarnya — hal itu dipuji sebagai terobosan.

Sekarang, saya telah bergabung dengan tim Event Horizon Telescope untuk menindaklanjuti pencapaian mereka sebelumnya, dengan membuat gambar baru yang menunjukkan semburan plasma yang dikeluarkan dari inti lubang hitam supermasif yang berbeda, di pusat galaksi Centaurus A.

Centaurus Sebuah lubang hitam memiliki kepadatan sekitar 120 kali lebih kecil dari M87, galaksi di mana lingkaran cahaya lubang hitam diamati (yang juga berisi koleksi jet plasmanya sendiri). Jadi bayangan lubang hitam tidak diharapkan atau terlihat dalam kasus Centaurus A.

Tetapi hasilnya, yang diterbitkan di Nature Astronomy, menawarkan pemandangan menarik lainnya dari lubang hitam besar yang terletak di pusat banyak galaksi.

Centauri A dinamakan demikian karena merupakan objek paling terang (maka “A”) di konstelasi Centaurus, di langit selatan. Centaurus A muncul sebagai salah satu galaksi radio terbesar di langit kita, karena jaraknya yang relatif dekat, 15 juta tahun cahaya dari Bumi.

Dalam spektrum cahaya tampak, galaksi ini dicirikan oleh “jalur debu” gelap yang menghalangi pandangan kita dari pusatnya. Tetapi gelombang radio tidak terpengaruh oleh zat ini, sehingga astronom radio dapat mempelajari pusatnya secara rinci.

Centaurus A, seperti galaksi “aktif” lainnya, memiliki lubang hitam supermasif di pusatnya, yang diberi makan oleh material yang jatuh ke arahnya. Sebagian besar bahan ini akhirnya jatuh atau berputar-putar di sekitar lubang hitam. Tetapi beberapa dari mereka – melalui proses yang belum dipahami – diluncurkan dalam pasangan “pesawat” yang berlawanan secara diametral.

Pancaran plasma ini adalah salah satu fitur galaksi yang paling misterius dan bersemangat. Mereka bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, sehingga efek teori relativitas Einstein menjadi penting.

Salah satu prediksinya adalah pesawat yang bergerak ke arah kita akan tampak lebih terang, sedangkan pesawat lawan yang bergerak lebih jauh dari kita akan tampak lebih redup. Faktanya, studi terperinci tentang galaksi paling aktif hanya mengungkapkan pancaran satu sisi, dengan pancaran balik yang terlalu redup untuk diamati.

Centaurus A adalah salah satu dari sedikit contoh yang telah dilihat oleh pesawat jet dan anti-jet. Pengamatan menggunakan jaringan teleskop, termasuk Parks Telescope 64 meter milik CSIRO dan Australia Telescope Compact Array, memberikan gambar paling detail hingga saat ini.

Tim kami menggunakan jaringan internasional tujuh teleskop yang membentang di Amerika Utara dan Selatan serta Antartika. (Sayangnya Australia tidak memiliki pos pengamatan ketinggian tinggi yang diperlukan untuk melakukan pemantauan jenis ini.) Teleskop memotret jet lubang hitam dalam 16 kali lebih detail dari gambar sebelumnya.

Ini mengungkapkan dua hal: pertama, dan agak mengejutkan, tidak ada yang terlihat di dekat lubang hitam itu sendiri; Dan kedua, dan yang paling menarik, tampaknya hanya tepi luar pesawat yang memancarkan radiasi.

Sementara ‘kecerahan tepi’ ini telah terlihat di banyak galaksi aktif terdekat lainnya, ini adalah pertama kalinya terlihat di Centaurus A, dan telah terlihat jelas.

Tepi jet dapat berkilau oleh interaksi jet plasma dengan gas dan debu di galaksi. Sempitnya jet juga menunjukkan bahwa medan magnet yang kuat dapat membungkus pesawat, dan juga dapat menyebabkan tepi yang lebih terang dan menciptakan “tulang punggung” pesawat yang tidak terlihat.

Geometri dan karakteristik umum pesawat sangat mirip dengan M87, serta jet yang diluncurkan oleh lubang hitam yang lebih kecil (puluhan massa matahari, bukan jutaan atau miliaran) di Bima Sakti kita.

Ini mendukung gagasan bahwa proses yang sama terjadi di kedua lubang hitam supermasif dan rekan-rekan mereka yang lebih ringan, menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif hanyalah versi diperpanjang dari lubang yang lebih kecil, tanpa mekanisme fisik baru (atau tambahan) yang perlu dipanggil.

Adapun mengapa kita tidak melihat apa pun di dekat lubang hitam supermasif itu sendiri, mungkin saja garis pandang kita terhalang oleh materi padat yang jatuh ke lubang hitam. Kami mungkin dapat melihat lebih banyak dengan meningkatkan frekuensi pemantauan kami dalam kisaran terahertz, tetapi ini merupakan tantangan teknis utama.

Pembatasan COVID menyebabkan ditinggalkannya kampanye pengawasan 2020 kami, tetapi Event Horizon Telescope Matrix kembali beraksi untuk kampanye pada bulan April tahun ini, dengan lebih banyak catatan untuk M87 dan Centaurus A pada daftar targetnya.

Sumber lain yang telah diamati adalah lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti. Jauh lebih dekat daripada Centaurus A (15 juta tahun cahaya) atau M87 (55 juta tahun cahaya), “hanya” 25.000 tahun cahaya, tetapi juga jauh lebih kecil – hampir lima juta kali massa Matahari kita.

Sementara kami berpikir lubang hitam ini aktif di masa lalu, pengamatan baru-baru ini belum mengungkapkan adanya pancaran cahaya terang yang muncul dari pusat galaksi kita, yang menunjukkan bahwa lubang hitam itu saat ini tidak aktif, tetapi kemungkinan akan menjadi aktif lagi di masa depan. Akan menarik untuk melihat apa yang diungkapkan oleh pengamatan kami selanjutnya.

Memproduksi jurnalisme berbasis bukti membutuhkan biaya. Pada saat media Australia berada dalam krisis, The Conversation menghasilkan liputan berita andal yang ditulis oleh para ahli dan kami mengandalkan donor untuk tetap menyalakan lampu kami. Jika Anda menghargai kami, tunjukkan kepada kami bahwa Anda telah menjadi donatur bulanan.