Ilmuwan Pecahkan Misteri Asal Cahaya Paling Terang dari Lubang Hitam Raksasa

Menggunakan data dari Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE), para peneliti menawarkan penjelasan tentang bagaimana jet ini menjadi sangat bercahaya. Jet merupakan partikel elektron yang berubah menjadi energi oleh gelombang kejut yang bergerak dengan kecepatan supersonik menjauh dari lubang hitam.

Dilansir dari Reuters, Kamis (24/11/2022), para peneliti mempelajari objek eksotis yang disebut blazar di pusat galaksi elips besar bernama Markarian 501. Pusat galaksi ini terletak sekitar 460 juta tahun cahaya dari Bumi. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 5,9 triliun mil (9,5 triliun km).

Blazar ditenagai oleh lubang hitam supermasif yang memakan gas dan material lain di pusat galaksi mengirimkan dua pancaran partikel dengan arah berlawanan ke luar angkasa. Blazar berorientasi sedemikian rupa sehingga salah satu dari dua jet ditangkap oleh instrumen IXPE.

“Blazar adalah objek paling terang di alam semesta yang dapat diamati. Mereka paling energik. Mereka memiliki lubang hitam terbesar dan paling menakutkan. Segala sesuatu yang terjadi di sekitar mereka sangat menarik,” kata astronom Yannis Liodakis dari Pusat Astronomi Finlandia dengan ESO, penulis utama penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Nature.

Para ilmuwan telah lama berusaha memahami bagaimana jet yang diluncurkan dari blazar menjadi begitu bercahaya dan perilaku partikel di dalamnya. Pancaran dari blazar ini mencapai jarak sekitar satu juta tahun cahaya.

IXPE, diluncurkan Desember 2021 lalu sebagai kolaborasi antara Badan Antariksa Amerika Serikat (AS) NASA dan Badan Antariksa Italia. Instrumen ini berfungsi untuk mengukur kecerahan dan polarisasi cahaya sinar-X dari sumber kosmik.

Para peneliti menemukan bukti bahwa partikel dalam jet menjadi berenergi saat terkena gelombang kejut yang menyebar ke luar di dalam aliran dan memancarkan sinar-X saat mereka berakselerasi. Gelombang kejut dihasilkan ketika sesuatu bergerak lebih cepat dari kecepatan suara melalui media seperti udara.

“Cahaya yang kita lihat dari pancaran berasal dari elektron,” kata astrofisikawan Universitas Boston dan rekan penulis studi Alan Marscher.

“Sinar-X dari jenis yang kita amati di Markarian 501 dapat berasal dari elektron berenergi sangat tinggi.”

Kekuatan pendorong di balik fenomena ini adalah lubang hitam, objek yang luar biasa padat dengan gravitasi yang sangat kuat sehingga cahaya pun tidak bisa lepas. Lubang hitam supermasif di pusat Markarian 501 memiliki massa sekitar satu miliar kali massa matahari kita.

“Lubang hitam adalah laboratorium unik untuk mempelajari fisika dasar dalam kondisi ekstrem yang tidak dapat kita tiru di Bumi,” kata Liodakis.