Ilmuwan Ciptakan Cakram Lubang Hitam demi Pelajari Cara Makannya

Para ilmuwan membuat piringan di sekitar lubang hitam versi mini di Bumi demi memahami mekanisme kerja 'monster' antariksa ini. Bagaimana cara membuatnya?

Dikutip dari Space, pakar membuat cincin gas super panas dengan meniru materi yang mengitari tepi lubang hitam yang disebut piringan atau cakram akresi yang secara bertahap 'menyuapkan' materi ke lubang hitam.

Eksperimen yang dilakukan oleh para peneliti di Imperial College London dapat membantu para ilmuwan menjawab pertanyaan tentang bagaimana lubang hitam tumbuh dengan memakan materi yang mengelilinginya.

"Memahami bagaimana perilaku cakram akresi tidak hanya akan membantu kita mengungkapkan bagaimana lubang hitam tumbuh, tetapi juga bagaimana awan gas runtuh untuk membentuk bintang," ujar Vicente Valenzuela Villaseca, penulis utama studi dan pe,neliti pasca-doktoral di Princeton University, dalam pernyataannya.

"Dan bahkan bagaimana kita dapat menciptakan bintang kita sendiri dengan lebih baik dengan memahami stabilitas plasma dalam eksperimen fusi, lanjut dia.

Cakram plasma di sekitar lubang hitam diabadikan saat Event Horizon Telescope (EHT) menangkap gambar langsung lubang hitam yang pertama.

Bentuk cakram ini sendiri adalah cahaya jingga cincin plasma yang mengelilingi pusat lubang hitam yang gelap.

Piringan ini terlihat dominan dalam citra lubang hitam supermasif di jantung galaksi Messier 87 (M87); serta citra lubang hitam supermasif di Bima Sakti, Sagitarius A* (Sgr A*).

Cincin ini terjadi saat materi ditarik ke lubang hitam dan pengaruh gravitasinya yang sangat besar menciptakan kondisi yang bergejolak dan keras, memanaskan gas dan melepaskan elektron dari atom penyusunnya.

Hal ini mengubah gas menjadi plasma, lautan atom tanpa elektron, atau ion, dan elektron. Plasma ini membentuk piringan akresi yang terbentuk akibat stabilitas antara dorongan gaya sentrifugal ke luar yang dihasilkan oleh rotasinya dan gaya gravitasi ke dalam.

Stabilitas ini terkadang terganggu, menyebabkan materi dari piringan jatuh ke permukaan lubang hitam.

Namun, para ilmuwan yakin betul bagaimana ketidakstabilan itu muncul. Hal ini penting untuk pemahaman kita tentang lubang hitam karena benda-benda langit ini tidak dapat tumbuh tanpa ada tambahan materi.

Proses pembuatan

Manusia memang tak bisa membuat ulang lubang hitam seperti M87, yang memiliki massa 4,5 miliar kali Matahari.

Yang mungkin dilakukan untuk mempelajari lingkungan raksasa kosmik ini secara dekat adalah menciptakan kembali plasma yang berputar di sekitarnya, seperti yang dipaparkan di jurnal Physical Review Letters.

Tim ahli menggunakan mesin Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) untuk memutar plasma dan membuat replikasi cakram akresi yang akurat.

Ini membutuhkan percepatan delapan pancaran plasma dan menyatukannya untuk membuat kolom pemintalan. Tim menemukan plasma bergerak lebih cepat di bagian dalam kolom, sesuatu yang diyakini sebagai karakteristik penting dari piringan akresi.

Meski memungkinkan pemodelan piringan akresi yang lebih baik, percobaan ini masih bukti dalam bentuk konsep. Pasalnya, MAGPIE cuma bisa menghasilkan denyut plasma pendek dan membatasi pengamatan tidak lebih dari satu putaran penuh piringan.

Salah satu mekanisme yang disarankan yang menyebabkan ketidakstabilan pada piringan plasma ini adalah medan magnet. Hal ini menimbulkan gesekan yang menyebabkan hilangnya energi pada materi yang mengakibatkannya makin menuju permukaan lubang hitam.

"Kami baru pada tahap awal untuk dapat melihat cakram akresi ini dengan cara yang benar-benar baru, termasuk eksperimen kami dan cuplikan lubang hitam dengan Teleskop Cakrawala Peristiwa," kata Villaseca.

"Ini akan memungkinkan kita untuk menguji teori kita dan melihat apakah itu cocok dengan pengamatan astronomi."