Peneliti Pecahkan Misteri Cahaya Paling Cemerlang di Lubang Hitam

Peneliti Pecahkan Misteri Cahaya Paling Cemerlang di Lubang Hitam

Trisna Wulandari - detikEdu
Kamis, 01 Des 2022 08:20 WIB
Ilustrasi blazar.
Ilustrasi blazar. Foto: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
Jakarta -

Lubang hitam tidak bisa memancarkan cahaya, tetapi cahaya paling terang menyelubungi lubang hitam. Para ahli pun mencari tahu, dari mana cahaya paling cemerlang di alam semesta itu?

Baru-baru ini, para peneliti memecahkan misteri sumber cahaya paling cemerlang di lubang hitam tersebut. Hasil penelitian mereka dipublikasi di jurnal Nature Astronomy dengan judul Polarized Blazar X-rays Imply Particle Acceleration in Shocks oleh Yannis Liodakis dkk.

"Ini adalah misteri berusia 40 tahun yang telah kami pecahkan. Kami akhirnya memiliki semua potongan teka-teki, dan gambarannya jadi jelas," kata astronom Finnish Centre for Astronomy with ESO (FINCA) Yannis Liodakis, dikutip dari Science Alert, Rabu (30/11/2022).

Menurut para ilmuwan, gelombang kejut pada lubang hitam meningkatkan kecepatan partikel sangat drastis.Alhasil, gelombang kejut dan percepatan gerak partikel inilah yang menghasilkan cahaya berenergi sangat tinggi sejak miliaran tahun lalu.

Cahaya Paling Cemerlang di Semesta pada Lubang Hitam

Para peneliti mendapati, cahaya-cahaya paling terang di alam semesta yang terletak di lubang hitam supermasif itu tidak berasal dari lubang hitam sendiri.

Alih-alih, asalnya dari materi panas di sekitar mereka, saat secara aktif menyedot banyak materi dari lingkungan sekitarnya.

Di antara pusaran materi panas dan terang tersebut, terdapat galaksi yang disebut blazars. Galaksi ini bersinar dengan panas dari mantel yang berputar-putar, lalu menyalurkan materi ke dalam sinar "berkobar" ("blazing") yang menembus kosmos. Sinar di blazars memancarkan radiasi elektromagnetik pada energi yang belum benar-benar dipahami peneliti.

Aktivitas galaksi melibatkan akresi materi, alias pertumbuhan objek ruang angkasa yang gravitasinya menarik lebih banyak materi seperti gas di piringan akresi.

Awan besar berkumpul mengitari lubang hitam, membentuk sebuah piringan. Gesekan dan gravitasi di area yang mengelilingi lubang hitam ini mengakibatkan material gas dan lainnya memanas, lalu bersinar terang, dengan beragam panjang gelombang.

Dari situlah salah satu satu sumber cahaya lubang hitam muncul.

Cahaya di Blazars

Di samping itu, cahaya di blazars juga bersumber dari lesatan kembar materi-materi yang berasal dari wilayah kutub di luar lubang hitam. Posisinya tegak lurus dengan piringan lubang hitam.

Lesatan-lesatan materi ini dinilai sebagai bahan tepi bagian dalam piringan lubang hitam. Namun, alih-alih jatuh ke lubang hitam, geraknya makin cepat di sepanjang garis medan magnet eksternal ke kutub. Alhasil, materi ruang angkasa ini diluncurkan dengan kecepatan sangat tinggi, hampir secepat kecepatan cahaya.

Galaksi-galaksi blazars punya pancaran materi yang tegak lurus ke Bumi. Karena partikel di blazars melesat dengan kecepatan ekstrem, partikel ini berkobar (blazing) dengan cahaya melintasi spektrum elektromagnetik, termasuk sinar gamma dan sinar-X berenergi tinggi.

Teknologi untuk Pecahkan Misteri Cahaya Lubang Hitam

Lewat teknologi teleskop sinar-X baru bernama Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) yang dirilis Desember 2021 lalu, ilmuwan jadi bisa mengetahui bagaimana kecepatan partikel jadi sangat tinggi dan menciptakan cahaya terang benderang di alam semesta.

"Pengukuran polarisasi sinar-X pertama dari sumber ini memungkinkan perbandingan langsung dengan model yang dikembangkan dari pengamatan frekuensi cahaya lain, mulai dari radio hingga sinar gamma berenergi sangat tinggi, untuk pertama kalinya," kata astronom Immacolata Donnarumma dari Badan Antariksa Italia.

Dalam penelitian ini, teleskop sinar X IXPE diubah menjadi objek berenergi tinggi paling terang di langit, sebuah blazar bernama Markarian 501.

Selama enam hari pada Maret 2022, teleskop mengumpulkan data sinar-X yang dipancarkan oleh lesatan blazars.

Dari pengamatan tersebut, diketahui bahwa sinarnya lebih bengkok, atau terpolarisasi. Pengamatan ini juga membuktikan bahwa lesatan materi menghasilkan gelombang kejut yang memberikan percepatan tambahan. Makin dekat dengan gelombang kejut, makin tinggi percepatannya partikel, sehingga memunculkan radiasi X.

Peneliti menyimpulkan, blazars adalah salah satu akselerator partikel terkuat di alam semesta, dan salah satu laboratorium terbaik untuk memahami fisika ekstrem. detik.com/tag/alam-semesta

Namun, saat ini belum diketahui apa penyebab gelombang kejut yang memicu percepatan partikel. Penelitian ke depan dapat mencari tahu, apakah material yang lebih cepat di dalam lesatan mengejar gumpalan partikel yang lebih lambat sehingga terjadi tabrakan.



Simak Video "Melihat Galaksi Terjauh dari Teleskop Luar Angkasa James Webb"
[Gambas:Video 20detik]
(twu/pal)

ADVERTISEMENT

ADVERTISEMENT

Ranking PTN

Berikut daftar 5 Perguruan Tinggi terbaik Indonesia