Sebuah tim internasional mapan oleh Event Horizon Telescope (EHT), yang dikenal untuk mengambil gambar pertama lubang hitam di galaksi Messier 87, telah mencitrakan inti dari galaksi radio terdekat Centaurus A dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya. Para astronom menemukan pusat lubang hitam supermasif dan mengungkapkan bagaimana jet raksasa lahir. Yang paling mencolok, hanya tepi luar pesawat yang memancarkan radiasi, menantang model teoritis pesawat kami. Karya ini, dipimpin oleh Michael Janssen dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi di Bonn dan Universitas Radboud Nijmegen, diterbitkan di astronomi alam Hari ini (19 Juli 2021).

Pada panjang gelombang radio, Centaurus A muncul sebagai salah satu objek terbesar dan paling terang di langit malam. Setelah diidentifikasi sebagai salah satu sumber radio ekstragalaksi pertama yang diketahui pada tahun 1949, Centaurus A telah dipelajari secara ekstensif di seluruh spektrum elektromagnetik oleh berbagai observatorium radio, inframerah, sinar-X dan sinar gamma. Di pusat Centaurus A terdapat lubang hitam dengan massa 55 juta matahari, yang terletak di antara skala massa lubang hitam Messier 87 (enam setengah miliar matahari) dan lubang di pusat galaksi kita (sekitar empat juta matahari).

Gambar kiri atas menunjukkan bagaimana pesawat tersebar di awan gas yang memancarkan gelombang radio, ditangkap oleh ATCA dan Parkes Observatory. Panel kanan atas menampilkan gambar komposit warna, dengan zoom 40x dibandingkan panel pertama agar sesuai dengan ukuran galaksi itu sendiri. Emisi milimeter jet dan debu galaksi yang diukur dengan instrumen LABOCA/APEX ditampilkan dalam warna oranye. Emisi sinar-X dari pesawat yang diukur oleh pesawat ruang angkasa Chandra ditunjukkan dengan warna biru. Cahaya putih yang terlihat dari bintang-bintang di galaksi ditangkap oleh teleskop MPG/ESO 2,2 meter. Panel berikutnya di bawah ini menunjukkan gambar zoom 165.000 kali dari pancaran radio bagian dalam yang diperoleh dengan teleskop TANAMI. Panel bawah menggambarkan gambar baru dengan resolusi lebih tinggi dari area peluncuran jet yang diperoleh menggunakan EHT pada panjang gelombang milimeter dengan perbesaran 60000000x pada resolusi teleskop. Bilah skala ditunjukkan dalam tahun cahaya dan hari cahaya. Satu tahun cahaya sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun: sekitar sembilan triliun kilometer. Sebagai perbandingan, jarak ke bintang terdekat yang diketahui dari Matahari kita kira-kira empat tahun cahaya. Satu hari cahaya sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam satu hari: sekitar enam kali jarak antara Matahari dan Neptunus. Kredit: Universitas Radboud. CSIRO/ATNF/I.Feain dkk. , R.Morganti dkk. , N. Junkes dkk. ; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss dkk.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft dkk.; pertumbuhan / k. Muller dkk.; EHT / m. Jansen dkk

Dalam makalah baru di astronomi alam, data dari pengamatan EHT 2017 dianalisis menjadi gambar Centaurus A dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya. “Ini memungkinkan kami untuk pertama kalinya melihat dan mempelajari jet radio ekstragalaksi pada skala yang lebih kecil dari jarak yang ditempuh cahaya dalam sehari. Kami melihat dari dekat dan pribadi bagaimana jet raksasa yang dihasilkan oleh lubang hitam supermasif,” kata astronom Michael Jansen.

Dibandingkan dengan semua pengamatan resolusi tinggi sebelumnya, jet yang diluncurkan di Centaurus A dicitrakan pada frekuensi sepuluh kali lebih tinggi dan enam belas kali lebih akurat. Melalui kekuatan analitik EHT, sekarang kita dapat menghubungkan skala besar sumber, yang mencapai 16 kali diameter sudut Bulan di langit, dengan asalnya di dekat lubang hitam dalam lebarnya saja. Sebuah apel di bulan jika dilihat di langit. Ini adalah faktor amplifikasi miliar.

Pengertian Pesawat Terbang

Lubang hitam supermasif di pusat galaksi seperti Centaurus A diberi makan oleh gas dan debu yang tertarik oleh gravitasi yang sangat besar. Proses ini melepaskan sejumlah besar energi dan galaksi dikatakan menjadi “aktif”. Sebagian besar materi di dalamnya terletak di dekat tepi lubang hitam. Namun, beberapa partikel di sekitarnya lolos beberapa saat sebelum ditangkap dan meledak ke luar angkasa: jet lahir – salah satu fitur galaksi yang paling penuh teka-teki dan bersemangat.

Gambar resolusi tertinggi Centaurus A yang diperoleh oleh Event Horizon Telescope berada di atas gambar warna komposit seluruh galaksi. Kredit: Universitas Radboud. ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss dkk.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft dkk.; EHT / m. Jansen dkk

Para astronom mengandalkan model yang berbeda tentang bagaimana materi berperilaku di dekat lubang hitam untuk lebih memahami proses ini. Tetapi mereka masih tidak tahu persis bagaimana jet dilepaskan dari wilayah pusat mereka dan bagaimana mereka dapat meluas ke skala yang lebih besar dari galaksi tuan rumah mereka tanpa hamburan. EHT bertujuan untuk memecahkan teka-teki ini.

Gambar baru menunjukkan bahwa pesawat yang diluncurkan oleh Centaurus A lebih terang di bagian tepi daripada di bagian tengah. Fenomena ini diketahui dari pesawat lain, namun belum terlihat jelas sebelumnya. “Kami sekarang dapat mengesampingkan model jet teoretis yang tidak dapat mereproduksi kecerahan tepi ini. Ini adalah fitur luar biasa yang akan membantu kami lebih memahami jet yang dihasilkan oleh lubang hitam,” kata Matthias Kadler, Komandan Tanami dan Profesor Astrofisika di Universitas Würzburg di Jerman.

Referensi: 19 Juli 2021, astronomi alam.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01417-w

catatan masa depan

Dengan pengamatan EHT baru dari jet Centaurus A, kemungkinan lokasi lubang hitam di titik peluncuran jet telah ditentukan. Berdasarkan lokasi ini, para peneliti berharap bahwa pengamatan di masa depan dengan panjang gelombang yang lebih pendek dan resolusi yang lebih tinggi akan dapat menggambarkan lubang hitam pusat Centaurus A. Ini akan membutuhkan penggunaan observatorium satelit luar angkasa.

Data ini berasal dari kampanye pengamatan yang sama yang memberikan gambar terkenal lubang hitam M87. Temuan baru menunjukkan bahwa EHT menyediakan kumpulan data tentang berbagai macam lubang hitam, dan masih banyak lagi yang akan datang, kata Hino Falk, anggota dewan EHT dan profesor astrofisika di Radboud University.

Informasi latar belakang

Untuk mengamati Centaurus A pada resolusi tajam yang belum pernah terjadi sebelumnya pada panjang gelombang 1,3 mm, kolaborasi EHT menggunakan Very Long Fundamental Interferometry (VLBI), teknologi yang sama dengan yang digunakan untuk membuat gambar lubang hitam M87 yang terkenal. Sebuah aliansi dari delapan teleskop di seluruh dunia telah bergabung bersama untuk menciptakan Event Horizon Telescope hipotetis seukuran Bumi. Kolaborasi EHT mencakup lebih dari 300 peneliti dari Afrika, Asia, Eropa, dan Amerika Utara dan Selatan.

Konsorsium EHT terdiri dari 13 lembaga pemangku kepentingan: Sinica Academic Institute of Astronomy and Astrophysics, University of Arizona, University of Chicago, East Asian Observatory, Goethe University Frankfurt, Institute for Radio Astronomy Millimétrique (MPG/CNRS/IGN), Large Millimeter Teleskop, Max Institute Planck Radio Astronomy, MIT Haystack Observatory, Japan National Astronomical Observatory, Ocean Institute for Theoretical Physics, Radboud University and Astrophysics Center | Harvard dan Smithsonian.

TANAMI (pelacakan inti galaksi aktif menggunakan interferometri Austral milidetik) adalah program multi-panjang gelombang untuk mengamati pancaran relativistik dalam inti galaksi aktif di langit selatan. Program ini telah memantau Centaurus A menggunakan VLBI pada panjang gelombang sentimeter sejak pertengahan 2000-an. Array Tanami terdiri dari sembilan teleskop radio yang terletak di empat benua yang memantau panjang gelombang 4 cm dan 1,3 cm.