Kredit gambar: NRAO
Tiga puluh tahun setelah ahli astronomi menemui objek misteri di pusat galaksi Bima Sakti kita, pasukan saintis antarabangsa akhirnya berjaya mengukur secara langsung ukuran objek itu, yang mengelilingi lubang hitam hampir empat juta kali lebih besar daripada Matahari. Ini adalah pendekatan teleskopik terdekat ke lubang hitam sejauh ini dan meletakkan perbatasan utama astrofizik dalam jangkauan pemerhatian masa depan. Para saintis menggunakan teleskop radio Long Long Baseline Array (VLBA) National Science Foundation untuk membuat kejayaan.
"Ini adalah langkah besar ke depan," kata Geoffrey Bower, dari University of California-Berkeley. "Ini adalah sesuatu yang ingin dilakukan orang selama 30 tahun," kerana objek pusat Galaksi, yang disebut Sagittarius A * (diucapkan "bintang A"), ditemui pada tahun 1974. Para astronom melaporkan penyelidikan mereka pada edisi 1 April Sains Ekspres.
"Sekarang kita memiliki ukuran untuk objek, tetapi misteri tentang sifatnya yang tepat masih ada," tambah Bower. Langkah selanjutnya, jelasnya, adalah mempelajari bentuknya, "jadi kita dapat mengetahui apakah itu jet, cakera tipis, atau awan sfera."
Pusat Bima Sakti, 26.000 tahun cahaya dari Bumi, dikaburkan oleh debu, jadi teleskop cahaya tampak tidak dapat mempelajari objek tersebut. Walaupun gelombang radio dari wilayah tengah Galaxy dapat menembusi debu, gelombang radio tersebar oleh plasma bermuatan bergelora di ruang sepanjang garis penglihatan ke Bumi. Penyerakan ini telah mengecewakan percubaan sebelumnya untuk mengukur ukuran objek pusat, sama seperti kabut yang kabur menyilaukan cahaya api jauh.
"Setelah 30 tahun, teleskop radio akhirnya menghilangkan kabut dan kita dapat melihat apa yang sedang terjadi," kata Heino Falcke, dari Observatorium Radio Westerbork di Belanda, anggota pasukan penyelidik yang lain.
Objek yang memancarkan radio yang terang akan sesuai dengan kemas di dalam jalan orbit Bumi di sekitar Matahari, kata para astronom. Lubang hitam itu sendiri, menurut mereka, terletak kira-kira 14 juta batu, dan mudah masuk ke dalam orbit Mercury. Lubang hitam adalah kepekatan bahan yang begitu padat sehingga cahaya bahkan tidak dapat melepaskan graviti yang kuat.
Pemerhatian VLBA yang baru memberikan pandangan terbaik kepada ahli astronomi pada sistem lubang hitam. "Kami lebih dekat melihat kesan lubang hitam di persekitarannya di sini daripada di tempat lain," kata Bower.
Lubang hitam pusat Bima Sakti, seperti sepupunya yang lebih besar dalam nukleus galaksi yang lebih aktif, dipercayai melukis bahan dari persekitarannya, dan dalam proses mendorong pelepasan gelombang radio. Walaupun pemerhatian VLBA yang baru tidak memberikan jawapan terakhir mengenai sifat proses ini, mereka telah membantu mengesampingkan beberapa teori, kata Bower. Berdasarkan karya terbaru, jelasnya, teori yang paling utama mengenai sifat objek pemancar radio adalah jet partikel subatomik, serupa dengan yang dilihat pada galaksi radio; dan beberapa teori yang melibatkan jirim dipercepat berhampiran pinggir lubang hitam.
Semasa ahli astronomi mengkaji Sagittarius A * pada frekuensi radio yang lebih tinggi dan lebih tinggi, ukuran objek yang kelihatan semakin kecil. Fakta ini juga, kata Bower, membantu menyingkirkan beberapa idea mengenai sifat objek. Penurunan ukuran yang diperhatikan dengan frekuensi yang meningkat, atau panjang gelombang yang lebih pendek, juga memberikan para astronom sasaran yang menggoda.
"Kami fikir kita akhirnya dapat melihat pada panjang gelombang yang cukup pendek bahawa kita akan melihat pemotongan ketika kita mencapai ukuran lubang hitam itu sendiri," kata Bower. Di samping itu, dia berkata, "dalam pemerhatian masa depan, kami berharap dapat melihat" bayangan "yang dilemparkan oleh kesan lensa graviti dari graviti lubang hitam yang sangat kuat."
Pada tahun 2000, Falcke dan rakan-rakannya mengusulkan pemerhatian sedemikian berdasarkan teori, dan sekarang nampaknya dapat dilaksanakan. "Menggambar bayangan cakrawala peristiwa lubang hitam sekarang dapat kita jangkau, jika kita bekerja cukup keras pada tahun-tahun mendatang," tambah Falcke.
Kesimpulan lain yang dicapai oleh para saintis adalah bahawa "jumlah jisim lubang hitam sangat tertumpu," menurut Bower. Pemerhatian VLBA yang baru memberikan, katanya, "penyetempatan yang paling tepat dari jisim lubang hitam supermasif yang pernah ada." Ketepatan pemerhatian ini membolehkan para saintis mengatakan bahawa jisim sekurang-kurangnya 40,000 Matahari harus tinggal di ruang yang sepadan dengan ukuran orbit Bumi. Walau bagaimanapun, angka itu hanya menunjukkan had yang lebih rendah pada jisim. Kemungkinan besar, para saintis percaya, semua jisim lubang hitam - sama dengan empat juta Matahari - tertumpu dengan baik di dalam kawasan yang diliputi oleh objek pemancar radio.
Untuk membuat pengukuran mereka, para astronom harus berusaha keras untuk menghindari kesan penyerakan “kabus” plasma antara Sagittarius A * dan Bumi. "Kami harus mendorong teknik kami dengan sangat keras," kata Bower.
Bower menyamakan tugas itu dengan "mencuba melihat bebek getah kuning anda melalui kaca bilik pancuran." Dengan membuat banyak pemerhatian, hanya dengan menyimpan data dengan kualitas terbaik, dan secara matematik menghilangkan kesan penyerakan plasma, para saintis berjaya membuat pengukuran pertama ukuran Sagitarius A. *.
Selain Bower dan Falcke, pasukan penyelidik termasuk Robin Herrnstein dari Columbia University, Jun-Hui Zhao dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Miller Goss dari National Radio Astronomy Observatory, dan Donald Backer dari University of California-Berkeley. Falcke juga adalah profesor tambahan di University of Nijmegen dan saintis pelawat di Institut Radioastronomi Max-Planck di Bonn, Jerman.
Sagittarius A * ditemui pada Februari 1974 oleh Bruce Balick, sekarang di University of Washington, dan Robert Brown, sekarang pengarah Pusat Astronomi Nasional dan Ionosfera di Universiti Cornell. Telah terbukti secara meyakinkan sebagai pusat Bima Sakti, di mana Galaxy yang lain berputar. Pada tahun 1999, Mark Reid dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dan rakan-rakannya menggunakan pemerhatian VLBA terhadap Sagittarius A * untuk mengesan pergerakan Bumi di orbit di sekitar pusat Galaxy dan menentukan bahawa Sistem Suria kita memerlukan 226 juta tahun untuk membuat satu litar di sekitar Galaksi.
Pada bulan Mac 2004, 55 ahli astronomi berkumpul di kemudahan Observatorium Astronomi Radio Nasional di Green Bank, Virginia Barat, untuk persidangan ilmiah yang meraikan penemuan Sagitarius A * di Green Bank 30 tahun yang lalu. Pada persidangan ini, para saintis melancarkan plak peringatan pada salah satu teleskop penemuan.
The Long Long Baseline Array, bahagian dari National Radio Astronomy Observatory, adalah sistem teleskop radio seluruh benua, dengan antena hidangan 10, 240 tan mulai dari Hawaii hingga Caribbean. Ini memberikan kekuatan penyelesaian terbaik, atau kemampuan untuk melihat perincian yang baik, dari mana-mana teleskop dalam astronomi, di Bumi atau di angkasa.
Observatorium Astronomi Radio Nasional adalah kemudahan Yayasan Sains Nasional, yang dikendalikan di bawah perjanjian kerjasama oleh Associated Universities, Inc.
Sumber Asal: Siaran Berita NRAO
