Jakarta, CNN Indonesia —
Momen terbentuknya lubang hitam raksasa (super massive black hole) terungkap berkat simulasi kosmik. Simak penampakannya.
Lubang hitam raksasa adalah monster yang jutaan hingga miliaran kali lebih berat dari Matahari, dan mereka terkenal karena cakram gas yang berputar-putar di sekelilingnya.
Cakram-cakram ini merupakan sisa bintang-bintang yang pernah tercabik-cabik dan terperangkap di dalam lubang hitam, yang sebenarnya memakan cakram-cakram itu sendiri. Namun, para ilmuwan masih belum mengetahui secara pasti bagaimana lubang hitam sebenarnya memakan cakram-cakram tersebut.
Misalnya, para astrofisikawan selama beberapa dekade bingung mengapa materi yang tersapu lubang hitam tidak langsung jatuh ke dalam jurangnya. Sebaliknya, semua materi itu bersatu membentuk dan mempertahankan cakram panas yang berputar dengan cepat yang kemudian berputar ke arah lubang hitam.
Dalam prosesnya, piringan tersebut memancarkan cahaya sambil mengubah energi gravitasi menjadi panas. Cakram tersebut adalah sumber utama cahaya dari lubang hitam, dan melayang-layang selama masih ada materi di dekatnya yang bisa dihisap oleh lubang hitam.
Kendati begitu, sebuah simulasi komputer baru menunjukkan bahwa keberadaan cakram atau piringan akresi ini kemungkinan disebabkan oleh setiap piringan yang hampir sepenuhnya dikendalikan oleh medan magnet lubang hitamnya. Ada kemungkinan medan-medan ini mengarahkan gas ke dalam bentuk piringan.
Simulasi tersebut dilakukan oleh sebuah tim astrofisikawan yang dipimpin oleh California Institute of Technology (Caltech). Para ilmuwan dalam tim tersebut mengatakan simulasi untuk pertama kalinya menelusuri perjalanan gas murni dari alam semesta awal hingga berakhir di cakram akresi lubang hitam raksasa.
Para ilmuwan meyakini simulasi ini dapat membantu mereka menyempurnakan prediksi mereka tentang berbagai aspek cakram akresi, termasuk massa, ketebalan, dan kecepatan materi yang jatuh ke dalamnya.
“Teori kami mengatakan cakram tersebut seharusnya berbentuk datar seperti crepes,” kata Phil Hopkins, ahli astrofisika teoretis di Caltech dalam sebuah pernyataan, mengutip Space, Kamis (11/7).
“Tapi kami tahu ini tidak benar karena pengamatan astronomi menunjukkan cakram itu sebenarnya mengembang. Simulasi membantu kami memahami medan magnet menopang materi piringan, membuatnya lebih halus,” lanjutnya.
Hopkins dan tim kemudian melakukan “super zoom-in” pada sebuah lubang hitam raksasa virtual. Untuk meniru dinamika lubang hitam secara virtual, para peneliti memasukkan informasi tentang fisika berbagai fenomena kosmik dalam skala galaksi.
Di dalamnya termasuk persamaan yang mengatur gravitasi, materi gelap, dan energi gelap (zat-zat yang sulit dipahami yang membentuk sebagian besar isi alam semesta), serta berbagai bintang dan galaksi.
Para peneliti mengatakan menciptakan simulasi seperti itu bukan hanya tantangan komputasi tetapi juga menuntut kode yang dapat menangani semua fisika kompleks.
Hopkins mengatakan simulasi ini merupakan hasil dua kolaborasi besar di Caltech. Kolaborasi pertama, diberi nama FIRE (Feedback in Realistic Environments), berfokus pada struktur skala besar di alam semesta.
Sementara, kolaborasi kedua diberi nama STARFORGE yang dirancang untuk meneliti struktur skala kecil. Keduanya memungkinkan tim membuat simulasi yang resolusinya seribu kali lebih baik dari pendahulunya.
“Kami membangunnya dengan cara yang sangat modular, sehingga Anda dapat menghidupkan dan mematikan bagian fisika mana pun yang Anda inginkan untuk masalah tertentu, tetapi semuanya kompatibel,” kata Hopkins.
Dengan menggunakan kode tersebut, para peneliti mensimulasikan lubang hitam yang 10 juta kali lebih berat daripada Matahari, dimulai dari alam semesta awal. Simulasi ini kemudian terbang melalui jalinan galaksi-galaksi yang bergabung dan rumit sebelum masuk ke dalam lubang hitam raksasa aktif, atau quasar, yang dilingkari cakram akresi, yang diperlihatkan sedang mengumpankan gas ke dalam lubang hitam dengan kecepatan yang sebanding dengan quasar paling terang yang ada di alam semesta.
Medan magnet terlihat mengambil momentum dari cakram, yang membebaskan materi untuk berputar ke dalam hingga tiba di cakrawala peristiwa atau “permukaan” lubang hitam, di mana ia tidak bisa melarikan diri.
“Dalam simulasi kami, kami melihat piringan akresi ini terbentuk di sekitar lubang hitam,” kata Hopkins dalam pernyataannya.
“Kami akan sangat gembira jika kami baru saja melihat cakram akresi itu, tapi yang sangat mengejutkan adalah bahwa piringan yang disimulasikan tidak terlihat seperti apa yang kita pikirkan selama beberapa dekade.”
(tim/dmi)
Sumber Refrensi Berita: CNNINDONESIA
