Jejak Badai Matahari Terdeteksi Dekat Lubang Hitam

Para ilmuwan menemukan bukti pertama letusan medan magnet yang mekanismenya menyerupai badai Matahari di sekitar lubang hitam supermasif. Sinyal tersebut terdeteksi pada materi panas yang mengelilingi lubang hitam di galaksi NGC 3783, melalui pengamatan sinar-X dari dua teleskop antariksa.

Temuan tim internasional itu diumumkan Institut Teknologi Israel (Technion) pada 18 Oktober dan dipublikasikan dalam jurnal The Astrophysical Journal Letters. Penelitian ini memberi petunjuk bahwa proses pelepasan energi magnetik yang dikenal dari Matahari juga dapat berlangsung di lingkungan ekstrem dekat lubang hitam.

Efek Neupert menjadi petunjuk utama

Penelitian dipimpin Gal Vardi, mahasiswa doktoral Departemen Fisika Technion, di bawah bimbingan Profesor Ehud Behar. Tim tersebut melibatkan ilmuwan dari Jepang, Eropa, dan Amerika Serikat. Mereka menelaah radiasi sinar-X dari kawasan sekitar lubang hitam di NGC 3783 untuk mencari perubahan yang dapat mengungkap proses fisik di sana.

Pengamatan dilakukan dengan menggabungkan data dari XRISM dan XMM-Newton. XRISM merupakan proyek kolaborasi badan antariksa Amerika Serikat, Jepang, dan Eropa, sedangkan XMM-Newton adalah teleskop antariksa milik Badan Antariksa Eropa yang dirancang untuk mengamati sinar-X dari berbagai sumber astronomi.

Dari data kedua teleskop itu, peneliti mengidentifikasi variasi yang disebut efek Neupert. Efek ini menggambarkan hubungan antara proses pelepasan energi dan perkembangan radiasi selama suar Matahari. Fenomena tersebut pertama kali diamati di Matahari pada 1968, tetapi sebelum studi ini belum pernah ditemukan di dekat lubang hitam.

Deteksi efek Neupert menjadi petunjuk penting bagi para peneliti. Mereka menilai bahwa perubahan radiasi sinar-X di NGC 3783 menunjukkan adanya proses yang dapat dibandingkan dengan aktivitas magnetik Matahari. Namun, pengamatan tersebut bukan berarti para ilmuwan melihat badai Matahari secara langsung terjadi di dekat lubang hitam.

Medan magnet dan materi panas di sekitar lubang hitam

Badai Matahari berkaitan dengan pelepasan mendadak energi yang tersimpan dalam medan magnet. Salah satu proses utama di baliknya adalah rekoneksi magnetik: perubahan susunan medan magnet yang membuat energi magnetik dilepaskan dan diubah menjadi bentuk energi lain. Pelepasan itu dapat menghasilkan radiasi intens serta aliran partikel bermuatan.

Aktivitas Matahari semacam ini dapat memengaruhi lingkungan ruang angkasa dekat Bumi. Gangguan cuaca antariksa yang menyertainya berpotensi mengganggu atau merusak satelit dan sistem komunikasi. Karena itu, memahami bagaimana energi magnetik dilepaskan menjadi bagian penting dalam penelitian Matahari.

Di sekitar lubang hitam, pengamatan menghadapi tantangan yang berbeda. Gravitasi lubang hitam begitu kuat sehingga cahaya tidak dapat lolos setelah melewati batas yang disebut cakrawala peristiwa. Akan tetapi, astronom dapat mengamati materi dan radiasi di sekelilingnya. Materi panas di wilayah tersebut memancarkan sinar-X, dan perubahan radiasinya dapat digunakan untuk mempelajari aktivitas yang sedang berlangsung.

Selain efek Neupert, tim juga menemukan bukti letusan yang berkaitan dengan rekoneksi magnetik dan pelepasan materi dari korona. Di Matahari, korona adalah lapisan gas panas yang mengelilinginya. Istilah yang sama digunakan untuk menyebut wilayah materi sangat panas dekat lubang hitam, tempat sinar-X kuat dapat dipancarkan.

Kesamaan mekanisme, bukan skala fenomena

Di Matahari, pelepasan massa koronal biasanya melibatkan keluarnya plasma dan medan magnet dalam jumlah besar ke ruang angkasa. Adanya bukti fenomena terkait di sekitar lubang hitam memperluas pemahaman tentang tempat berlangsungnya pelepasan energi magnetik. Proses semacam itu mungkin tidak terbatas pada bintang seperti Matahari.

Meski demikian, para peneliti tidak menyatakan bahwa letusan dekat lubang hitam identik dengan badai Matahari. Skala, kondisi pembentukan, dan dampaknya dapat berbeda. Kesamaan yang ditunjukkan penelitian ini terletak pada mekanisme fisik yang berkaitan dengan medan magnet dan pelepasan energi.

Perbedaan lingkungan membuat temuan ini penting sekaligus perlu dibaca dengan cermat. Matahari adalah bintang yang dapat diamati dari dekat, sementara lubang hitam dipelajari melalui pengaruhnya terhadap materi dan radiasi di sekelilingnya. Sinyal sinar-X dari NGC 3783 memungkinkan ilmuwan membandingkan proses fisik di dua lingkungan yang sangat berlainan.

Hasil penelitian tersebut menghadirkan bukti observasional baru bahwa aktivitas magnetik dapat berperan di wilayah sekitar lubang hitam supermasif. Dengan menelusuri perubahan radiasi dan tanda-tanda letusan, astronom dapat memperdalam pemahaman mengenai bagaimana energi dilepaskan dalam kondisi ekstrem—tanpa menyamakan fenomena itu begitu saja dengan badai yang terjadi di Matahari.