Ilustrasi seniman ini menunjukkan penampang lubang hitam supermasif dan material di sekitarnya di pusat galaksi kita. Bola hitam di tengah melambangkan cakrawala peristiwa lubang hitam, titik yang tidak bisa kembali lagi, yang darinya tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang bisa lolos. Jika dilihat dari sisi lubang hitam yang berputar, seperti terlihat pada gambar ini, ruang-waktu di sekitarnya berbentuk seperti sepak bola Amerika. Materi kuning-oranye di kedua sisi melambangkan gas yang berputar-putar di sekitar lubang hitam. Materi ini pasti akan meluncur menuju lubang hitam dan melintasi cakrawala peristiwa saat ia jatuh ke dalam bentuk bola. Oleh karena itu, area di dalam bentuk sepak bola, tetapi di luar cakrawala peristiwa, ditampilkan sebagai ruang kosong. Bola biru menunjukkan jet yang ditembakkan dari kutub lubang hitam yang berputar. Kredit: NASA/CXC/M.Weiss
Sebuah studi baru mungkin dapat membantu menjawab pertanyaan tentang seberapa cepat lubang hitam supermasif di Bima Sakti berputar. Lubang hitam, yang dikenal sebagai Sagitarius A* (Sgr A*), memiliki massa sekitar 4 juta kali massa Matahari. Dengan menggunakan Observatorium Sinar-X Chandra milik NASA dan NSF Very Large Array, penelitian ini menemukan bahwa Sgr A* berputar sangat cepat. Rotasi tinggi ini membengkokkan ruang-waktu di sekitar Sgr A*, membuatnya tampak seperti sepak bola Amerika.
Ilustrasi seniman ini menunjukkan hasil studi baru terhadap lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita yang disebut Sagitarius A* (disingkat Sgr A*). Hasil ini menunjukkan bahwa Sgr A* berputar sangat cepat sehingga mendistorsi ruang-waktu – yaitu waktu dan tiga dimensi ruang – sehingga lebih terlihat seperti bola sepak.
Hasil ini diperoleh dengan menggunakan Chandra X-ray Observatory milik NASA dan Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) milik NSF. Sebuah tim peneliti menggunakan metode baru yang menggunakan sinar-X dan data radio untuk menentukan seberapa cepat Sgr A* berputar berdasarkan bagaimana material mengalir menuju dan menjauhi lubang hitam. Mereka menemukan bahwa Sgr A* berputar dengan kecepatan sudut sekitar 60% dari nilai maksimum yang mungkin dan momentum sudut sekitar 90% dari nilai maksimum yang mungkin.
Lubang hitam memiliki dua sifat dasar: massanya (berapa beratnya) dan putarannya (seberapa cepat berputar). Menentukan salah satu dari dua nilai ini memberi tahu para ilmuwan banyak hal tentang setiap lubang hitam dan bagaimana perilakunya. Di masa lalu, para astronom telah membuat beberapa perkiraan laju rotasi Sgr A* menggunakan teknik berbeda, dengan hasil mulai dari Sgr A* yang tidak berputar sama sekali hingga berputar mendekati kecepatan maksimum.
Sebuah studi baru menunjukkan bahwa Sgr A* sebenarnya berputar sangat cepat, menyebabkan ruangwaktu di sekitarnya terkompresi. Gambar menunjukkan penampang Sgr A* dan material yang berputar di sekitarnya dalam disk. Bola hitam di tengah mewakili apa yang disebut cakrawala peristiwa lubang hitam, titik dimana tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat melarikan diri.
Dilihat dari sisi lubang hitam yang berputar, seperti terlihat pada gambar ini, ruangwaktu di sekitarnya berbentuk seperti bola sepak. Semakin cepat putarannya, semakin bagus sepak bolanya.
Bahan kuning-oranye di kedua sisi melambangkan gas yang berputar di sekitar Sgr A*. Materi ini pasti akan meluncur menuju lubang hitam dan melintasi cakrawala peristiwa saat ia jatuh ke dalam bentuk bola. Oleh karena itu, area di dalam bentuk sepak bola, tetapi di luar cakrawala peristiwa, ditampilkan sebagai ruang kosong. Bola biru menunjukkan jet yang ditembakkan dari kutub lubang hitam yang berputar. Jika dilihat dari atas lubang hitam, di sepanjang laras jet, ruang-waktu berbentuk lingkaran.
Citra X-ray Chandra dari Sagitarius A* dan wilayah sekitarnya. Ucapan Terima Kasih: NASA/CXC/Univ. dari Wisconsin / Y. Bai, dkk.
Rotasi lubang hitam dapat berperan sebagai sumber energi yang penting. Lubang hitam supermasif yang berputar menciptakan aliran keluar yang terkolimasi seperti jet ketika energi putarannya diekstraksi, yang mengharuskan setidaknya ada beberapa materi di sekitar lubang hitam. Karena terbatasnya jumlah bahan bakar di sekitar Sgr A*, lubang hitam ini relatif sepi selama ribuan tahun terakhir, dengan pancaran yang relatif lemah. Namun, penelitian ini menunjukkan bahwa hal ini dapat berubah jika jumlah material di sekitar Sgr A* meningkat.
Untuk menentukan putaran Sgr A*, penulis menggunakan teknik berbasis empiris yang disebut sebagai “metode aliran keluar”, yang merinci hubungan antara putaran lubang hitam dan massanya, sifat-sifat materi di dekat lubang hitam, dan sifat aliran keluar. Aliran keluar terkolimasi menghasilkan gelombang radio, sedangkan piringan gas yang mengelilingi lubang hitam bertanggung jawab atas emisi sinar-X. Dengan menggunakan metode ini, para peneliti menggabungkan data dari Chandra dan VLA dengan perkiraan independen mengenai massa lubang hitam dari teleskop lain untuk membatasi rotasi lubang hitam.
Sebuah artikel yang menjelaskan hasil ini dipimpin oleh Ruth Daly (Penn State University) diterbitkan pada edisi Januari 2024 Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.
Referensi: “Nilai putaran lubang hitam baru untuk Sagitarius A* diperoleh dengan metode arus keluar” oleh Ruth A Daly, Megan Donahue, Christopher P O’Dea, Bina Sebastian, Daryl Haggard dan Anan Lu, 21 Okt 2023, Pemberitahuan Bulanan perusahaan Royal Astronomical.
DOI: 10.1093/mnras/stad3228
Penulis tambahan adalah Biny Sebastian (Universitas Manitoba, Kanada), Megan Donahue (Michigan State University), Christopher O’Dea (Universitas Manitoba), Daryl Haggard (McGill University), dan Anan Lu (McGill University).
Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA mengelola program Chandra. Pusat Sinar-X Chandra Smithsonian Astrophysical Observatory mengelola operasi sains dari Cambridge, Massachusetts dan operasi penerbangan dari Burlington, Massachusetts.
+ There are no comments
Add yours