Untuk pertama kalinya, ilmuwan ungkap 'cincin foton' di lubang hitam
Apa ceritanya
Pada tahun 2019, ketika kita melihat foto lubang hitam untuk pertama kalinya dari Event Horizon Telescope (EHT), para ilmuwan percaya bahwa kita belum melihat semuanya.
Kini, untuk pertama kalinya dalam sejarah, astrofisikawan berhasil menyempurnakan gambar tersebut untuk mengungkap cincin foton lubang hitam.
Lingkaran terang dan bercahaya itu merupakan hasil gravitasi yang kuat.
Konteks
Mengapa artikel ini penting?
Event Horizon Telescope berhasil menguak banyak hal tentang lubang hitam yang tidak diketahui sebelumnya. Penemuan 'cincin foton' menjadi salah satunya.
Awal tahun ini, teleskop tersebut memperlihatkan foto lubang hitam Sgr A* kita sendiri untuk pertama kalinya.
Penemuan EHT semakin signifikan karena menunjukkan bagaimana algoritma mutakhir dapat membuat perbedaan.
Foto
Foto yang diambil EHT hanya menunjukkan permukaan luar lubang hitam
Foto lubang hitam supermasif di inti galaksi Messier 87 (M87) yang ditangkap oleh EHT tidak terlalu detail. Gambar itu menunjukkan tepian luar lubang hitam bercahaya yang disebut Horizon Peristiwa.
Namun, para ilmuwan lebih tertarik untuk menemukan artefak yang timbul dari gravitasi lubang hitam itu.
Penemuan baru inilah hasil dari pencarian tersebut.
Cincin foton
Apa yang dimaksud 'cincin foton'?
'Cincin foton' lubang hitam disebabkan karena tarikan gravitasinya. Lubang hitam dapat membelokkan cahaya apa pun yang melaluinya sehingga cahaya itu berubah arah.
Semakin dekat cahaya ke lubang hitam, semakin signifikan pembelokannya. Kita melihat cincin foton ketika cahaya yang dibelokkan memutari lubang hitam lalu menuju ke arah Bumi.
Gravitasi intens
Distorsi ruang-waktu dapat menjebak cahaya sekitar di lubang hitam
Gravitasi lubang hitam sangat kuat sampai-sampai bisa mendistorsi ruang dan waktu. Cahaya yang lewat di dekat lubang hitam menyebar ke berbagai arah.
Bagaimanapun, kita hanya melihat satu cahaya yang terfokus ke Bumi. Distorsi ruang dan waktu menyebabkan sejumlah partikel foton terperangkap dalam lingkaran tak terbatas di sekitar lubang hitam.
Itulah alasannya kita melihat lingkaran cahaya yang tipis.
Cahaya
Mengapa kita tidak pernah melihat cincin foton sebelumnya?
Faktanya, kita hanya melihat cahaya lubang hitam yang menuju ke arah Bumi. Namun, ruang antara lubang hitam dan Bumi tidaklah kosong.
Dalam perjalanannya, sebagian cahaya tersebar sehingga foto lebih buram dari perkiraan. Di situlah peran penelitian ini.
Tim peneliti menggunakan algoritma pencitraan baru untuk mengungkap penampakan cincin foton.
Algoritma baru
Sejumlah elemen foto disingkirkan agar 'cincin foton' terlihat
Tim astrofisikawan yang dipimpin Avery Broderick menyingkirkan berbagai elemen foto menggunakan algoritma pencitraan THEMIS yang diintegrasikan ke EHT demi memisahkan dan menampakkan cincin berwarna keemasan itu.
Mereka juga melihat 'jejak' yang berbeda dari jet astrofisika yang diledakkan keluar dari lubang hitam.
"Kami menonaktifkan lampu untuk melihat kelip-kelip cahaya," ujar Broderick soal penemuan itu.
Pendekatan baru
Para ilmuwan gunakan pendekatan baru untuk temukan 'cincin foton'
Penemuan 'cincin foton' merupakan contoh pemanfaatan teori untuk memanipulasi data yang ada. Para ilmuwan menggunakan data EHT untuk membangun ulang foto awal menjadi dua, satu untuk cincin foton dan satu lagi untuk bagian luar.
Studi terpisah inilah yang membuat mereka menemukan 'cincin foton' yang tersembunyi.