Hal-hal yang Perlu Diketahui tentang Black Hole

Ilustrasi Black hole Foto: Courtesy Robin Dienel/Carnegie Institution for Science/Handout via REUTERS

Black Hole atau lubang hitam adalah konsentrasi materi yang dipadatkan ke dalam ruang yang sangat kecil, sehingga menciptakan objek dengan tarikan gravitasi yang sangat besar. Sebagian besar lubang hitam terbentuk dari sisa-sisa bintang besar yang mati dalam ledakan supernova.

Di sekitar lubang hitam terdapat permukaan yang disebut horizon peristiwa, di mana objek ini dapat menyerap apapun yang berada di sekitarnya, tak terkecuali planet, bintang, bahkan cahaya sekalipun.

Lubang hitam juga dapat memancarkan sejumlah besar radiasi di sekitarnya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Dengan mengamati radiasi dari aktivitas di sekitar lubang hitam tersebut, para astronom kemudian menentukan dua jenis lubang hitam: massa bintang dan supermasif.

Sejarah Teori Black Hole

Teori adanya lubang hitam pertama kali diajukan pada 1783, ketika ilmuwan Inggris John Michell mengatakan bahwa alam semesta kita memendam "bintang gelap" yang kepadatannya begitu besar dan gravitasinya sangat kuat.

Kemudian, hipotesis itu dikembangkan lagi dalam teori relativitas umum Einstein, yang menunjukkan bahwa ketika sebuah bintang masif mati, ia meninggalkan inti sisa yang kecil dan padat. Jika massa inti lebih dari sekitar tiga kali massa Matahari, maka gaya gravitasi membanjiri semua gaya lain dan menghasilkan lubang hitam.

Meski Einstein sendiri merasa skeptis black hole benar-benar ada, hal itu tidak menyurutkan niat para astronom mengumpulkan banyak bukti soal lubang kosmik di antariksa sana.

Albert Einstein. Foto: ParentRap via Pixabay

Namun, yang menjadi permasalahan, lubang hitam itu tampak begitu kecil, gelap, dan jauh, sehingga untuk mengamatinya secara langsung dibutuhkan teleskop dengan resolusi yang setara untuk melihat bulan. Ini dulunya dianggap sebagai tantangan yang tidak dapat diatasi.

Hingga sebuah analisis pada tahun 1999 menyatakan, kita mungkin benar-benar dapat mengamati bayangan ini dengan menggunakan teknik khusus. Para penulis mengklaim, ada harapan yang realistis untuk menggambarkan horizon peristiwa lubang hitam dalam beberapa tahun ke depan.

Black Hole Messier 87

Harapan itu akhirnya terwujud, di mana untuk pertama kalinya para ahli astronomi berhasil menangkap foto black hole atau lubang hitam dengan menggunakan delapan teleskop berbeda yang tersebar di seluruh dunia pada Rabu (10/4) kemarin. Jaringan delapan teleskop itu bernama Event Horizon Telescope (EHT).

Sementara delapan teleskop yang terlibat adalah ALMA, APEX, IRAM, James Clerk Maxwell Telescope, Large Milimeter Telescope Alfonso Serrano, Submilimeter Array, Submillimeter Telescope, dan South Pole Telescope.

EHT mengandalkan teknik yang disebut interferometri. Ini seperti mencoba merekonstruksi kerikil yang jatuh ke kolam dengan menempatkan detektor di sekitar tepi kolam untuk mengukur riak yang dikirim. Dengan EHT, sinyal dari kedelapan teleskop harus digabungkan dan diumpankan melalui komputer untuk mengubah citra yang tidak dapat dipahami menjadi gambar visual.

Ini penampakan black hole pertama yang berhasil diabadikan umat manusia. Gambar ini diambil dengan bantuan delapan teleskop berbeda yang tersebar di seluruh dunia. Foto: Event Horizon Telescope (EHT)

Capaian besar ini digawangi oleh Shep Doeleman, seorang astrofisikawan berprestasi dari Universitas Harvard yang menerima tantangan dan mengajak banyak orang berbakat untuk bergabung dengannya.

Doeleman dan rekan-rekannya memulai percobaan pertama menggunakan teleskop di Arizona dan Hawaii, AS, pada tahun 2006. Mereka berharap bisa melihat sekilas lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti yang bernama Sagitarius A.

Namun, mereka tidak mendapatkan apa-apa setelah melakukan pengamatan yang menghabiskan waktu selama berbulan-bulan. Lantas, mereka mencoba mencari tahu apa yang salah.

"Banyak upaya tidak berjalan sampai percobaan kedua atau ketiga atau keempat," ujar Doeleman. "Anda harus optimis dan percaya diri bahwa Anda berada di jalan yang benar."

Setahun kemudian, mereka kembali mencoba eksperimen yang sama, menggunakan teleskop radio ketiga di California. Kali ini, mereka berhasil menunjukkan kelayakan pendekatan secara umum. Tetapi mereka membutuhkan susunan yang jauh lebih besar sebelum mendapatkan gambar lubang hitam.

Peluncuran pengamatan EHT berlangsung pada April 2017. Saat itu, EHT memiliki dua target utama. Pertama adalah Sagitarius A, lubang hitam di pusat Bima Sakti yang memiliki massa sekitar 4 miliar matahari. Target kedua adalah lubang hitam supermasif di galaksi M87.

Keberhasilan proyek ini bergantung pada kondisi langit yang cerah di beberapa benua secara bersamaan, dan dibutuhkan koordinasi yang sangat baik antara delapan tim yang tersebar di masing-masing teleskop secara berjauhan.

Pengamatan yang dilakukan di lokasi yang berbeda itu dikoordinasikan menggunakan jam atom yang disebut hidrogen maser. Dan pada suatu malam di bulan April 2017, semuanya terwujud. “Kami sangat beruntung cuacanya sangat sempurna,” ujar Ziri Younsi, anggota kolaborasi EHT yang berbasis di University College London.

Namun, semua itu bukan akhir dari tantangan. Sebab, semua data yang dihasilkan EHT yang disimpan di 960 hard drive komputer, semuanya harus digabungkan. Hard drive yang dikirim dari antartika harus tertahan cukup lama hingga pertengahan Desember, karena stasiun Kutub Selatan tutup selama musim dingin, mulai Februari hingga Oktober, tanpa ada penerbangan masuk atau keluar.

Data-data mentah dari kedelapan teleskop dikumpulkan pada satu super komputer. Super komputer itu berada di Max Planck Institute for Radio Astronomi dan MIT Haystack Observatory. Di situ data dikombinasikan dan akhirnya menghasilkan gambar bersejarah ini.

Mereka mengungkapkan bahwa lubang hitam ini memiliki luas 40 miliar kilometer, atau 3 juta kali lebih besar dari Bumi dan lebih besar dari tata surya kita. Lubang hitam ini dijuluki sebagai ‘monster’ dan memiliki jarak 500 juta triliun kilometer dari Bumi, yakni berada di galaksi Messier 87.

Cahaya dari black hole itu lebih terang dibanding cahaya gabungan dari miliaran bintang lain di galaksi. Ini sebabnya pancaran cahaya cincin api di sekitar lubang hitam itu bisa terlihat dari Bumi. Ujung dari lingkaran gelap di tengah lubang hitam adalah titik masuk gas ke dalamnya.