Sejak tahun 1970-an, para astronom telah berteori bahawa di pusat galaksi kita, kira-kira 26.000 tahun cahaya dari Bumi, terdapat lubang hitam supermasif (SMBH) yang dikenali sebagai Sagittarius A *. Dengan ukuran diameter sekitar 44 juta km (27.3 juta mi) dan berat kira-kira 4 juta massa Suria, lubang hitam ini dipercayai memiliki pengaruh besar terhadap pembentukan dan evolusi galaksi kita.
Namun, saintis tidak pernah dapat melihatnya secara langsung dan keberadaannya hanya dapat disimpulkan dari kesannya terhadap bintang dan bahan di sekitarnya. Walau bagaimanapun, pemerhatian baru yang dilakukan oleh kolaborasi GRAVITY ** berjaya menghasilkan pemerhatian yang paling terperinci hingga kini mengenai perkara yang mengelilingi Sagittarius A *, yang merupakan bukti terkuat bahawa lubang hitam wujud di pusat Bima Sakti.
Kajian yang menerangkan penemuan mereka - "Pengesanan gerakan orbit berhampiran orbit pekeliling stabil terakhir lubang hitam besar SgrA *", yang baru-baru ini muncul dalam jurnal Astronomi dan Astrofizik - dipimpin oleh Reinhard Genzel dari Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) dan termasuk berbagai ilmuwan yang membentuk kolaborasi GRAVITY.
Kerjasama GRAVITY (yang terdiri daripada saintis dari pelbagai institusi penyelidikan dan universiti Eropah) dinamakan begitu kerana hubungannya dengan instrumen GRAVITY, yang merupakan sebahagian daripada Interferometer Teleskop Sangat Besar (VLTI) ESO. Instrumen ini menggabungkan cahaya dari empat Unit Teleskop VLT untuk membuat teleskop maya yang berukuran 130 m (426.5 kaki) diameter.
Selama dua tahun terakhir, pasukan ini telah menggunakan instrumen ini untuk mengamati pusat Galactic dan Sgr A * untuk melihat kesannya terhadap persekitaran sekitarnya. Tujuan pemerhatian ini adalah untuk menguji ramalan yang dibuat oleh Teori Relativiti Umum Einstein dan mempelajari lebih lanjut mengenai SMBH dengan mempelajari calon yang terdekat.
Tujuan lain adalah mencari gerakan orbit sinaran inframerah (alias ‘hot spot’) dalam cakera pertambahan Sag A * (tali pinggang gas yang mengorbit lubang hitam). Nyalaan berlaku apabila gas ini, yang dipercepat ke kecepatan relativistik, ditarik sedekat mungkin cakrawala peristiwa lubang hitam - apa yang dikenali sebagai orbit bulat stabil paling dalam (ISCO) - tanpa habis.
Dengan menggunakan instrumen GRAVITY pada VLTI, pasukan memerhatikan suar datang dari tali pinggang yang dipercepat hingga 30% kelajuan cahaya di orbit bulat di sekitar Sag A *. Bukan hanya ini pertama kalinya bahan diperhatikan mengorbit hampir ke titik lubang hitam, ia juga merupakan pemerhatian paling terperinci mengenai bahan yang mengorbit dekat dengan lubang hitam.
Seperti yang dikatakan oleh Oliver Pfuhl, saintis di Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics dan pengarang bersama di atas kertas tersebut, dalam siaran akhbar ESO baru-baru ini:
“Sangat membingungkan untuk menyaksikan bahan yang mengorbit lubang hitam besar pada 30% kelajuan cahaya. Kepekaan GRAVITY yang luar biasa telah memungkinkan kita untuk memerhatikan proses penambahan dalam masa nyata dengan perincian yang belum pernah terjadi sebelumnya.“
Pemerhatian yang mereka lakukan juga mengesahkan teori bahawa Sag A * memang merupakan lubang hitam supermasif - atau dikenali sebagai "paradigma lubang hitam besar-besaran". Seperti yang dijelaskan oleh Genzel, pencapaian ini adalah sesuatu yang dinantikan oleh para saintis selama beberapa dekad. "Ini selalu menjadi salah satu projek impian kami tetapi kami tidak berani berharap ia dapat dilaksanakan secepat ini," katanya.
Menariknya, ini bukan pertama kalinya kolaborasi GRAVITY menggunakan VLTI untuk memerhatikan pusat galaksi kita. Awal tahun ini, pasukan menggunakan GRAVITY dan Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared (SINFONI) instrumen untuk mengukur pergerakan bintang ketika melakukan jarak dekat dengan Sag A *.
Ketika bintang (S2) melintas dekat dengan medan graviti Sagitarius A * yang ekstrim, pasukan mengukur kedudukan dan halaju bintang dan membandingkannya dengan ukuran sebelumnya. Setelah membandingkannya dengan pelbagai teori graviti, mereka dapat mengesahkan bahawa tingkah laku bintang itu sesuai dengan ramalan yang dibuat oleh Teori Relativiti Umum Einstein.
Ini adalah pencapaian besar, kerana ini adalah pertama kalinya Relativiti Umum disahkan dalam persekitaran yang sangat melampau. Seperti yang dijelaskan oleh Pfuhl:
“Kami mengawasi S2 dengan teliti, dan tentu saja kami selalu mengawasi Sagitarius A *. Semasa pemerhatian kami, kami cukup bernasib baik kerana dapat melihat tiga suar terang dari sekitar lubang hitam - itu adalah kebetulan bertuah!“
Pada akhirnya, pemerhatian inovatif ini dimungkinkan berkat gabungan kolaborasi antarabangsa dan instrumen canggih. Pada masa akan datang, instrumen yang lebih maju - dan kaedah perkongsian data yang lebih baik - pasti akan membuka lebih banyak lagi misteri Alam Semesta dan membantu para saintis memahami bagaimana ia wujud.
Dan pastikan untuk melihat siaran ESO ini yang membincangkan penemuan baru-baru ini, berdasarkan ESO:
** Kerjasama GRAVITY terdiri daripada anggota Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, LESIA Paris Observatory, Center Nationale de Researches Scientifique (CNRS), Max Planck Institute for Astronomy, Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA) , Observatorium Selatan Eropah (ESO), dan beberapa universiti Eropah.
