NASA Menemukan Media yang Hebat dari Lubang Hitam

Para ilmuwan telah mengambil langkah besar dalam pemburuan mereka untuk lubang hitam yang tidak terlalu kecil atau terlalu besar. Menemukan lubang hitam antara-massa yang sulit dipahami ini dapat membantu para astronom lebih memahami lubang hitam terbesar di alam semesta awal.

The COSMOS Legacy Survey menunjukkan data yang telah memberikan bukti keberadaan black hole menengah (IMBHs). (sumber: nasa.gov)

Penelitian baru ini berasal dari dua studi terpisah, masing-masing menggunakan data dari NASA Chandra X-Ray Observatory dan teleskop lainnya.

Lubang hitam yang mengandung antara sekitar seratus dan beberapa ratus ribu kali masa Matahari disebut "Lubang hitam perantara", atau IMBHs. Ini karena massa mereka menempatkan mereka di antara lubang hitam yang terdokumentasi dengan baik dan sering diteliti pada salah satu ujung skala massa dan "lubang hitam supermasif" yang ditemukan di daerah pusat galaksi masif di sisi lain.

Sementara beberapa IMBHs yang menarik telah dilaporkan dalam beberapa tahun terakhir, para astronom masih mencoba untuk menentukan seberapa umum mereka dan apa yang mereka ajarkan kepada kita tentang pembentukan lubang hitam supermasif pertama.

Satu tim peneliti yaitu Chandra COSMOS-Legacy Survey dimana tim tersebut dibentuk untuk mempelajari galaksi kerdi, yang mengandung kurang dari satu persen jumlah massa di bintang seperti Bima Sakti kita. (COSMOS adalah singkatan dari Cosmic Evolution Survey). Karakterisasi galaksi ini diaktifkan oleh dataset yang tersedia untuk bidang COSMOS pada panjang gelombang yang berbeda, termasuk data dari NASA dan ESA teleskop.

Data Chandra sangan penting untuk pencarian ini karena sumber sinar X-ray yang terang dan dekat dengan titip pusat galaksi adalah tanda yang menunjukkan adanya lubang hitam. Sinar-X dihasilkan oleh gas yang dipanaskan hingga jutaan derajat oleh gaya gravitasi dan magnet yang sangat besar di dekat lubang hitam.

"Kami mungkin telah menemukan bahwa galaksi kerdil merupakan surga bagi lubang hitam kelas menegah yang hilang ini," kata Mar Mezcua dari Institut Ilmu Luar Angkasa di Spanyol yang memimpin salah satu penelitian. "Kami tidak menemukan "beberapa IMBH-kami mungkin telah menemukan lusinan".

Timnya mengidentifikasi empat puluh lubang hitam yang tumbuh di galaksi kerdil. Dua belas dari mereka berada pada jarak lebih dari lima miliar tahun cahaya dari Bumi dan yang paling jauh berjarak 10,9 miliar tahun cahaya, lubang hitam paling jauh yang tumbuh di galaksi kerdi yang pernah terlihat. Salah satu galaksi kerdi ini adalah yan gpaling kecil yang ditemukan untuk menampun glubang hitam yang tumbuh di tengahnya.

Sebagian besar sumber-sumber ini mungkin IMBHs dengan massa yang sekitar sepuluh ribu hingga seratus ribu kali dari Matahari. Salah satu hasil penting dari penelitian ini adalah bahwa fraksi galaksi yang mengandung lubang hitam yang tumbuh lebih kecil untuk galaksi yang lebih kecil daripada untuk rekan-rekan mereka yang lebih besar.

Tim kedua yang dipimpin oleh Igor Chilingarian dari Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics (CfA) di Cambridge, Mass., Menemukan sampel penting yang terpisah dari IMBHs yang mungkin dalam galaksi yang lebih dekat dengan kita. Dalam sampel mereka, kandidat IMBH yang paling jauh adalah sekitar 2,8 miliar tahun cahaya dari Bumi dan sekitar 90% dari kandidat IMBH yang mereka temukan tidak lebih dari 1,3 miliar tahun cahaya jauhnya.

Dengan data dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Chilingarian dan koleganya menemukan galaksi dengan tanda tangan cahaya optik dari lubang hitam yang tumbuh dan kemudian memperkirakan massa mereka. Mereka memilih 305 galaksi dengan sifat-sifat yang menyarankan lubang hitam dengan massa kurang dari 300.000 kali Matahari yang bersembunyi di daerah pusat masing-masing galaksi ini.

Hanya 18 anggota dari daftar ini berisi pengamatan X-ray berkualitas tinggi yang memungkinkan konfirmasi bahwa sumbernya adalah lubang hitam. Deteksi dengan Chandra dan dengan XMM-Newton diperoleh untuk sepuluh sumber, menunjukkan bahwa sekitar setengah dari 305 kandidat IMBH cenderung menjadi IMBHs yang valid. Massa untuk sepuluh sumber yang terdeteksi dengan pengamatan X-ray ditentukan antara 40.000 dan 300.000 kali massa Matahari.

"Ini adalah contoh lubang hitam massal menengah terbesar yang pernah ditemukan," kata Chilingarian. "Karunia lubang hitam ini dapat digunakan untuk mengatasi salah satu misteri terbesar dalam astrofisika."

IMBHs mungkin dapat menjelaskan bagaimana lubang hitam yang sangat besar, yang sangat supermasif, dapat terbentuk begitu cepat setelah Big Bang. Satu penjelasan utama adalah bahwa lubang hitam supermasif tumbuh dari waktu ke waktu dari lubang-lubang hitam kecil yang mengandung sekitar seratus kali massa Matahari. Sebagian dari benih ini harus bergabung untuk membentuk IMBHs. Penjelasan lain adalah bahwa mereka terbentuk sangat cepat dari runtuhnya awan gas raksasa dengan massa yang sama dengan ratusan ribu kali dari Matahari.

Mezcua dan timnya mungkin melihat bukti yang mendukung ide keruntuhan langsung, karena teori ini memprediksi bahwa galaksi yang kurang masif dalam sampel mereka harus lebih kecil kemungkinannya mengandung IMBHs.

"Bukti kami hanya tidak langsung karena mungkin bahwa IMBHs sama umumnya dalam galaksi yang lebih kecil tetapi mereka tidak mengkonsumsi cukup materi untuk dideteksi sebagai sumber-sumber X-ray", kata rekan penulis Mezcua, Francesca Civano dari CfA.

Tim Chilingarian memiliki kesimpulan yang berbeda.

"Kami berpendapat bahwa hanya kehadiran lubang hitam massa menengah dalam kisaran massa yang kami deteksi menunjukkan bahwa lubang hitam yang lebih kecil dengan massa sekitar seratus Suns ada," kata co-penulis Chilingarian, Ivan Yu. Katkov dari Moscow State University di Rusia. "Lubang hitam yang lebih kecil ini bisa menjadi bibit untuk pembentukan lubang hitam supermasif."

Kemungkinan lain adalah kedua mekanisme itu benar-benar terjadi. Kedua tim setuju bahwa untuk membuat kesimpulan yang kuat, diperlukan sampel lubang hitam yang jauh lebih besar dengan menggunakan data dari satelit masa depan. Makalah oleh Mar Mezcua dan rekannya diterbitkan dalam terbitan Agustus Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society dan tersedia online . Makalah oleh Igor Chilingarian baru-baru ini diterima untuk publikasi di The Astrophysical Journal dan tersedia online .

NASA Fermi Mengidentifikasi Lubang Hitam Monster di Galaksi Sebagai Sumber Neutrino Berenergi Tinggi

NASA Fermi (kiri atas) mengidentifikasi lubang hitam monster di galaksi yang jauh sebagai sumber neutrino berenergi tinggi yang dilihat oleh Observatorium Neutrino IceCube (sensor string, bottom). Kredit: NASA/Fermi dan Aurore Simonnet, Sonoma State University

Untuk pertama kalinya, para ilmuwan menggunakan NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope telah menemukan sumber neutrino berenergi tinggi dari luar galaxyi kita. Neutrino ini menempuh 3.7 miliar tahun kecepatan cahaya sebelum terdeteksi dibumi. Ini lebih jauh dari neutrino lainnya yang bisa diidentifikasi oleh para ilmuwan.

Neutrino berenergi tinggi adalah partikel yang sulit ditangkap yang menurut para ilmuwan diciptakan oleh peristiwa paling kuat di alam semesta, seperti penggabungan galaksi dan material yang jatuh ke lubang hitam supermasif. Mereka melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya dan jarang berinteraksi dengan materi lain, memungkinkan mereka melakukan perjalanan tanpa hambatan melintasi jarak miliaran tahun cahaya. Penemuan neutrino berenergi tinggi pada 22 September 2017 mengirim para astonom pada pengejaran untuk menemukan sumbernya sebelum lubang hitam supermasif di galaksi yang jauh.

Neutrino ini ditemukan oleh tim ilmuwan internasional menggunakan Observatorium Eskube Neutrino National Science Foundation di Stasiun Amundsen-Scott South Pole Station. Fermi menemukan sumber neutrino dengan menelusuri jalurnya kembali ke ledakan sinar gamma dari lubang hitam supermasif yang jauh di rasi Orion.

"Sekali lagi, Fermi telah membantu membuat peningkatan besar lain di bidang yang sedang yang kita sebut astronomi mutimessenger," kata Paul Hertz direktur Divisi Astrophysics NASA di Washington. "Neutrino dan gelombang gravitasi memberikan jenis informasi baru tentang lingkungan paling ekstrim di alam semesta. Tetapi untuk memahami dengan baik apa yang mereka katakan kepada kami, kami perlu menghubungkannya dengan para astronom 'Messenger' yang paling tau"

Para ilmuwan mempelajari neutrino, serta sinar kosmik dan sinar gamma, untuk memahami apa yang teradi di lingkungan kosmik yang bergejolak seperti supernova, lubang hitam dan bintang. Neutrino menunjukan proses kompleks yang terjadi di dalam lingkungan, dan sinar kosmik menunjukkan kekuatan dan kecepatan aktivitas hebat. Tapi, para ilmuwan mengandalkan sinar gamma, bentuk cahaya paling energetik, untuk menandai dengan jelas sumber kosmik apa yang menghasilkan neutrino dan sinar kosmik ini.

"Ledakan kosmik yang paling ekstrim menghasilkan gelombang gravitasi, dan akselerator kosmik yang paling ekstrem menghasilkan neutrino energi tinggi dan sinar kosmik," kata Regina Caputo dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, koordinator analisis untuk Fermi Large Area Telescope Collaboration. "Melalui Fermi, sinar gamma menyediakan jembatan untuk masing-masing sinyal kosmik baru ini."

Penemuan ini adalah subyek dari dua makalah yang diterbikan pada hari Kamis di jurnal Science. Makalah identifikasi sumber juga mencangkup observasi tindak lanjut oleh Pencitraan Gamma Atmosfer Utama Cherenkov Telescope dan data tambahan dari Neil Gehrels Swift Observatory NASA dan banyak fasilitas lainnya.

Penemuan neutrino berenergi tinggi pada 22 September 2017, mengirim para astronom pada pengejaran untuk menemukan sumbernya — sebuah lubang hitam supermasif di galaksi yang jauh.
Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA

Pada 22 September 2017, para ilmuwan yang menggunakan IceCube medeteksi tanda-tanda neutrino yang menyerang es Antarika dengan energi sekitar 300 trilium volt elektron lebih dari 45 kali energi yang dapat dicapai dalam akselerator partikel paling kuat di Bumi. Energi tinggi ini sangat menyarankan bahwa neutrino harus beasal dari luar tata surya kita. Melalui IceCube menunjukkan di mana langit neutrino berasal, dan peringatan otomatis memberitahu para astronom di seluruh dunia untuk mencari wilaya ini untuk flare atau ledakan yang dapat dikaitkan dengan peristiwa tersebut.

Data dari Fermi's Large Area Telescope mengungkapkan peningkatan emisi sinar gamma dari galaksi aktif yang terkenal pada saat neutrino tiba. Ini adalah jenis galaksi aktif yang disebut blazar, dengan lubang hitam supermasif dengan jutaan hingga miliyaran kali massa Matahari yang meledakkan pancaran partikel ke arah berlawanan dengan kecepatan cahaya. Blazar sangat cerah dan aktif karena salah satu dari jet ini kebetulan mengarah ke Bumi.

Sinar gamma yang terdeteksi oleh Fermi dari TXS 0506 + 056 ditampilkan sebagai lingkaran yang meluas. Ukuran maksimum mereka, warna — dari putih (rendah) ke magenta (tinggi) —dan nada yang terkait menunjukkan energi setiap sinar. Urutan pertama menunjukkan emisi khas; yang kedua menunjukkan suar 2017 yang mengarah ke deteksi neutrino.
Kredit: NASA / DOE / Fermi LAT Collab., Matt Russo dan Andrew Santaguida / SISTEM Suara

Ilmuwan Fermi Yasuyuki Tanaka di Hiroshima University di Jepang adalah yang pertama mengaitkan acara neutrino dengan blazar yang ditunjuk TXS 0506 + 056 (TXS 0506 untuk singkatnya).

"LAT Fermi memantau seluruh langit dalam sinar gamma dan mengawasi aktifitas sekitar 2.000 blazar, namun TXS 0506 benar-benar menonjol," kata Sara Buson, NASA Postdoctoral Fellow di Goddard yang melakukan analisis data dengan Anna Franckowiak, seorang ilmuwan di usan penelitian Deustches Electronen-Sinkrotron di Zuethen, Jerman.

NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope adalah sebuah astrofisika dan kemitraan partikel fisika, yang dikembangkan dan bekerja sama dengan Departemen Energi AS dengan kontribusi penting dari lembaga akademis dan mitra di Perancis, Jerman, Italia, Jepang, Swedia dan Amerika Serikat. Program Fellow NASA Postdoctoral dikelola oleh Universitas Space Research Association di bawah kontrak dengan NASA.

NASA Siap Luncurkan Teleskop Canggih Terbaru

(Source: Space.com)

TESS atau Transiting Exoplanet Survey Satellite yang merupakan teleskop canggih terbaru yang dibuat nasa siap diluncurkan ke ruang angkasa pada tanggal 16 April 2018.

Teleskop baru tersebut memiliki misi untuk memantau ratusan ribu bintang dan mencari tanda-tanda eksoplanet, mulai dari planet dengan ukuran mirip seperti bumi atau lebih besar, sampai mencari planet yang mengorbit bintang paling terang di angkasa.

Metode yang digunakan TESS adalah metode transit dan mencatat penurunan cahaya yang dihasilkan sebuah planet ketika melintasi bintang induknya dari perspektif pesawat ruang angkasa.

Sebenarnya strategi ini sudah dipakai pada teleskop Kepler milik NASA, namun yang menjadi perbedaannya adalah jarak.

Jika Kepler bertugas menemukan eksoplanet dengan jarak ratusan tahun cahaya dari Bumi, kalau TESS hanya bisa menemukan eksoplanet yang cukup dekat dengan Bumi.

Dengan jarak yang lebih dekat, maka akan memudahkan instrumen lain untuk melakukan penyelidikan mendalam. Tugas ini nantinya akan dikerjakan oleh teleskop raksasa James webb milik NASA yang peluncurannya dijadwalkan 2020.

TESS akan mengorbit Bumi setiap 13,7 hari dengan titik terdekat sekitar tiga kali jarak orbit geosynchronous, tempat sebagian besar satelit komunikasi beroperasi.

TESS akan menghabiskan dua tahun berada di orbit ini. Titik terjauh atau apogee dari bumi sekitar 232.000 mil atau sekitar 373.000 kilometer dari bumi, yang memungkinkan pesawat ruang angkasa untuk mengamati bagian langit tanpa gangguan dari bulan atau bumi. Titik terdekat di orbit atau perigee adalah 67.000 mil atau sekitar 108.000 kilometer.

Selama fase perigee, TESS akan memancarkan kembali informasi yang dikumpulkan dari pengamatan astronomi putaran sebelumnya.

Misi TESS dipimpin oleh George Ricker, astrofisikawan di Massachusetts Institute of Technology. Misi ini dikelola oleh Pusat Penerbangan Luar Angkasa Gooddarn NASA di Greenbelt, Maryland.

NASA Membuat Teleskop Untuk Mendeteksi Alien?

Wujud dari Teleskop James Webb Milik NASA (Source: nasa.gov)

Alien merupakan makhluk yang mungkin tidak pernah kita temukan di bumi ini, namun apakah kalian percaya tentang kehidupan selain di bumi ini? Tergantung dari kepercayaan kalian kalau soal percaya atau tidaknya tentang alien.

Tapi baru-baru ini NASA membuat Teleskop untuk mendeteksi keberadaan alien loh. Teleskop tersebut bernama James Webb dan dijadwalkan akan meluncur ke luar angkasa pada 2019 nanti. Teleskop ini mempunyai misi untuk menyelediki berbagai sudut alam semesta, termasuk exoplanet dan mendeteksi keberadaan alien.

Menurut studi yang telah dilakukan para ilmuwan di University of Washington, teleskop ini mampu mendeteksi kehidupan serta mengenali jenis gas seperti metana atau karbon dioksida yang bisa memberikan petunjung tentang organisme atau alien yang hidup di planet lain.

Berdasarkan studi yang dipublikasikan dalam jurnal Science Advances, teleskop James Webb mampu melacak adanya disekuilibrium kimia atmosfer, yakni untur kimia yang tidak kompatibel satu sama lain, tetapi mungkin bisa hidup berdampingan atau mungkin hidup di dunia lainnya.

Beberapa teleskop milik NASA dan termasuk James Webb ini memiliki kemampuan "Spectroscopy" yang artinya dapat mengukur gelombang radio dan cahaya.

Dengan kemampuan tersebut, para ilmuwan bisa menunjukkan zat kimia berbeda yang ada di ruang angkasa. Mereka pun bisa mengetahui unsur-unsur yang ada di dunia lain.

Tapi, ada beberapa ilmuwan yang mengatakan, bahwa untuk menemukan makhluk lain saja tidak cukup hanya dengan mendeteksi adanya oksigen. Hal ini karena kemungkinan makhluk lain tidak membutuhkan oksigen untuk hidup karena beberapa perbedaan.

Metana, Karbon Dioksida, dan Planet dengan Permukaan Air

Teleskop James Webb yang dikatakan mampu mendeteksi alien di luar angkasa (Source: nasa.gov)

Paduan antara metana, karbon dioksida, serta air di sebuah planet luar angkasa bisa menjadi sinyal yang meyakinkan terkait adanya kehidupan di planet tersebut, menurut David Catling yang meropakan ahli astrofologi.

Para ilmuwan NASA memperhatikan strategi baru untuk peluncuran teleskop James Webb tahun depan. Teleskop tersebut akan memeriksa exoplanet seperti TRAPPIST-1 system serta lingkungan sekitar planet berbatu yang ada di luar sistem tata surya dan dianggap memungkinkan jadi tempat tinggal organisme atau bahkan alien.

Jika teleskop James Webb mampu melacak adanya planet baru, kemungkinan para ilmuwan NASA semakin dekat dengan jawaban akan adanya kehidupan alien di alam semesta sana.

Butuh Waktu Lebih Lama Untuk Menemukan Alien

Ilustrasi sinyal radio yang menguat di ruang angkasa, mungkinkah bukti kehadiran alien? 

Meski demikian, ahli astronomi sekaligus profesor dari MIT Sara Seager mengatakan, penggunaan "Spectroscopy" untuk memeriksa planet berbatu kemungkinan tidak akan mendapatkan hasil yang positif terkait keberadaan bahan kimia maupun gas tertentu.

Ia percaya, pelacakan tentang kehidupan alien adalah sesuatu yang bisa dilakukan dengan teknologi teleskop generasi berikutnya, bukan generasi sekarang.

Seager juga menyebutkan dengan banyaknya planet berbatu yang memiliki gas biosignature akan mengilhami keyakinan bahwa kehidupan tidak hanya di tata surya kita, tetapi di seluruh galaksi.