Gambar pertama lubang hitam supermasif telah terungkap di pusat Bima Sakti

Ini adalah pengamatan langsung pertama yang mengkonfirmasi keberadaan lubang hitam, yang dikenal sebagai Sagitarius A*, sebagai detak jantung Bima Sakti.

Lubang hitam tidak memancarkan cahaya, tetapi gambar menunjukkan bayangan lubang hitam yang dikelilingi oleh cincin terang, cahaya dibelokkan oleh gravitasi lubang hitam. Para astronom telah mengatakan bahwa lubang hitam itu empat juta kali lebih besar dari matahari kita.

Michael Johnson, Astrophysicist, Center for Astrophysics: “Selama beberapa dekade, para astronom bertanya-tanya apa yang ada di jantung galaksi kita, yang menarik bintang-bintang ke orbit yang sempit dengan gravitasinya yang sangat besar” | Harvard dan Smithsonian, dalam sebuah pernyataan.

“Menggunakan gambar (Event Horizon Telescope, atau EHT), kami memperbesar seribu kali lebih dekat ke orbit ini, di mana gravitasi tumbuh satu juta kali lebih kuat. Pada jarak dekat ini, lubang hitam mempercepat materi untuk mendekati kecepatan cahaya dan membengkokkan jalur foton di bengkok (ruang-waktu).”

Bumi 2.000 tahun cahaya lebih dekat ke lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita daripada yang kita duga

Lubang hitam berjarak sekitar 27.000 tahun cahaya dari Bumi. Tata surya kita terletak di salah satu lengan spiral Bima Sakti, itulah sebabnya kita begitu jauh dari pusat galaksi. Jika kita bisa melihat ini di langit malam, lubang hitam akan tampak berukuran sama seperti donat yang duduk di bulan.

“Kami kagum pada seberapa baik ukuran cincin sesuai dengan harapan dari teori relativitas umum Einstein,” kata ilmuwan proyek EHT Jeffrey Bauer dari Institut Astronomi dan Astrofisika, Academia Sinica, Taipei, dalam sebuah pernyataan.

“Pengamatan yang belum pernah terjadi sebelumnya ini telah sangat meningkatkan pemahaman kita tentang apa yang terjadi di (pusat) galaksi kita, dan memberikan wawasan baru tentang bagaimana lubang hitam raksasa ini berinteraksi dengan lingkungan mereka.”

Hasil penemuan perintis ini diterbitkan Kamis dalam edisi khusus Surat Jurnal Astrofisika.

Mencari lubang hitam

Para astronom membutuhkan waktu lima tahun untuk menangkap dan mengkonfirmasi gambar dan penemuan ini. Sebelumnya, para ilmuwan mengamati bintang-bintang yang mengorbit beberapa objek masif tak terlihat di pusat galaksi.

Itu Hadiah Nobel Fisika 2020 Diberikan kepada ilmuwan Roger Penrose, Reinhard Genzel dan Andrea Geis atas penemuan mereka tentang lubang hitam, termasuk bukti yang dibagikan oleh Geis dan Genzel tentang massa suatu objek di pusat Bima Sakti.

Hadiah Nobel dalam Fisika dianugerahkan untuk penemuan lubang hitam yang mengungkapkan 'lubang hitam'. Rahasia tergelap alam semesta & # 39 ;

Ramesh Narayan, ahli astrofisika teoretis di Pusat Astrofisika: “Sekarang kita melihat bahwa lubang hitam menelan gas dan cahaya di dekatnya, menariknya ke dalam kawah tanpa dasar” | Harvard dan Smithsonian, dalam sebuah pernyataan. “Gambar ini mengkonfirmasi beberapa dekade kerja teoretis untuk memahami bagaimana lubang hitam menggerogoti.”

Penemuan ini dimungkinkan oleh lebih dari 300 peneliti dari 80 institusi yang bekerja dengan jaringan delapan teleskop radio berbeda di seluruh dunia yang membentuk Event Horizon Telescope.

Teleskop ini dinamai “event horizon”, titik di mana cahaya tidak bisa lepas dari lubang hitam. Jaringan teleskop global ini pada dasarnya merupakan teleskop virtual tunggal “seukuran Bumi” ketika kedelapannya terhubung dan pengamatannya berdampingan.

Ini adalah gambar kedua yang diambil dari lubang hitam, dengan bentangan Yang pertama adalah pencapaian EHT dari pencitraan M87* Di jantung galaksi jauh Messier 87, yang berjarak 55 juta tahun cahaya, pada tahun 2019.

Panel ini menunjukkan dua gambar pertama dari lubang hitam. Di sebelah kiri adalah M87 *, dan di sebelah kanan adalah haluan A *.

Meskipun kedua gambar terlihat sama, busur A* lebih dari 1.000 kali lebih kecil dari M87*.

“Kami memiliki dua jenis galaksi yang sama sekali berbeda dan dua massa lubang hitam yang sangat berbeda, tetapi di dekat tepi lubang hitam ini mereka terlihat sangat mirip,” kata Sera Markov, ketua bersama Dewan Sains EHT dan profesor astrofisika teoretis di institut. Universitas Amsterdam dalam sebuah pernyataan.

“Ini memberitahu kita bahwa (teori Einstein) relativitas umum mengatur hal-hal ini dengan cermat, dan setiap perbedaan yang kita lihat lebih jauh pasti disebabkan oleh perbedaan materi di sekitar lubang hitam.”

Tidak mungkin untuk mengambil gambar

Meskipun lubang hitam Bima Sakti lebih dekat ke Bumi, sulit untuk difoto.

“Gas di dekat lubang hitam bergerak dengan kecepatan yang sama — kira-kira kecepatan cahaya yang sama — di sekitar Sgr A* dan M87*,” ilmuwan EHT Chi-kwan Chan di Steward Observatory and Department of Astronomy and Data Science Institute of the University Arizona mengatakan dalam sebuah pernyataan. .

“Tetapi ketika gas membutuhkan waktu berhari-hari hingga berminggu-minggu untuk mengorbit M87* yang lebih besar, di Sgr A* yang jauh lebih kecil ia menyelesaikan orbit hanya dalam beberapa menit. Ini berarti bahwa kecerahan dan pola gas di sekitar Sgr A* berubah dengan cepat. seperti yang diamati oleh kolaborasi EHT—seperti Mencoba mengambil gambar yang jelas tentang anak anjing yang mengejar ekornya dengan cepat.”

Jika dua lubang hitam supermasif M87* dan Sagitarius A* bersebelahan, Sagitarius A* akan dikerdilkan oleh M87*, yang lebih dari 1.000 kali lebih masif.

Jaringan astronom global harus mengembangkan instrumen baru untuk memungkinkan pergerakan cepat gas di sekitar Sagitarius A*. Gambar yang dihasilkan adalah rata-rata dari berbagai gambar yang diambil tim. Menangkap gambar Sagitarius A* seperti mengambil gambar sebutir garam di New York City dengan kamera di Los Angeles, menurut peneliti Caltech.

“Gambar dari Event Horizon Telescope membutuhkan lebih dari sekadar mengambil gambar dari teleskop di puncak gunung yang tinggi. Ini adalah produk dari pengamatan teleskop yang menantang secara teknis dan algoritma komputasi yang inovatif,” kata Katherine Bowman, peneliti Rosenberg dan asisten profesor komputasi dan ilmu matematika, teknik elektro, dan astronomi di California Institute of Technology, selama konferensi pers.

Gambar lubang hitam yang Anda lihat di mana-mana? Saya berterima kasih kepada mahasiswa pascasarjana ini karena memungkinkan

Bowman juga mengerjakan pemotretan M87* Dibagikan pada tahun 2019. Terlepas dari kenyataan bahwa foto Sagitarius A* mungkin tampak buram, “ini adalah salah satu gambar paling tajam yang pernah ada,” kata Bowman.

Setiap teleskop telah didorong ke batas maksimumnya, yang disebut batas difraksi, atau jumlah maksimum fitur menit yang dapat dilihatnya.

“Dan itu pada dasarnya tingkat yang kita lihat di sini,” kata Johnson pada konferensi pers. “Tidak jelas karena untuk membuat gambar lebih jelas, kita perlu memindahkan teleskop kita atau pindah ke frekuensi yang lebih tinggi.”

Wawasan

Memperoleh gambar dari dua lubang hitam yang sangat berbeda akan memungkinkan para astronom untuk menentukan persamaan dan perbedaan mereka dan lebih memahami bagaimana gas berperilaku di sekitar lubang hitam supermasif, yang dapat berkontribusi pada pembentukan dan evolusi galaksi. Lubang hitam diyakini berada di pusat sebagian besar galaksi, dan bertindak sebagai mesinnya.

Sagitarius A* terletak di pusat galaksi kita, sedangkan M87* terletak lebih dari 55 juta tahun cahaya dari Bumi.

Sementara itu, tim EHT sedang bekerja untuk memperluas jaringan teleskop dan membuat peningkatan yang dapat menghasilkan gambar yang lebih menakjubkan dan bahkan film lubang hitam di masa depan.

Lubang hitam Bima Sakti menyebabkan sebuah bintang terlempar dari galaksi kita

Menangkap lubang hitam dalam gerakan dapat menunjukkan bagaimana ia berubah dari waktu ke waktu dan apa yang dilakukan gas saat mengorbit lubang hitam. Bowman dan anggota EHT Antonio Fuentes, yang akan bergabung dengan Caltech sebagai peneliti pascadoktoral pada bulan Oktober, sedang mengembangkan metode yang memungkinkan mereka menghubungkan gambar lubang hitam bersama-sama untuk mencerminkan gerakan ini.

Ini “gambar langsung pertama dari raksasa lembut di pusat galaksi kita” hanyalah permulaan, kata Ferial Ozil, anggota Dewan Sains EHT dan profesor astronomi dan fisika dan dekan penelitian di Universitas Arizona. Konferensi pers.

“Citra ini adalah bukti dari apa yang dapat kami capai, ketika kami menyatukan pikiran tercerdas kami sebagai komunitas riset global untuk membuat hal yang tampaknya mustahil dan mungkin,” kata Direktur National Science Foundation Sithuraman Panchanathan dalam sebuah pernyataan. “Bahasa, benua, dan bahkan galaksi tidak dapat menghalangi apa yang dapat dicapai umat manusia ketika kita bersatu untuk kebaikan bersama.”