PARA ilmuwan berhasil membuat rekonstruksi video berdurasi 27 tahun yang menampilkan pergerakan jet berenergi tinggi dari sebuah blazar, sebuah lubang hitam supermasif yang menyemburkan plasma ke jalur pandang menuju Bumi. Penemuan ini memanfaatkan algoritma pembelajaran mendalam (deep learning) dan memberikan kejutan baru bagi para astronom terkait perilaku materi di sekitar objek ekstrem tersebut.
Blazar yang diteliti adalah 3C 345, berjarak sekitar 5,5 miliar tahun cahaya dari Bumi. Untuk memetakan dinamika semburan tersebut, tim peneliti memproses data pengamatan panjang yang dikumpulkan menggunakan teknik pencitraan radio yang dikenal sebagai Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Teknik ini merupakan metode yang sama dengan yang digunakan oleh Event Horizon Telescope (EHT) saat menangkap foto pertama lubang hitam.
“Secara umum, saya tertarik pada lubang hitam dan proses yang terjadi di sekitarnya, seperti jet, karena itulah rezim paling ekstrem di mana kita dapat menguji relativitas umum, teori terbaik dan paling elegan yang kita miliki sejauh ini untuk menggambarkan gravitasi dan ruang-waktu,” kata Marianna Foschi, peneliti utama dan anggota tim dari California Institute of Technology (Caltech).
Dalam penelitian ini, tim menggunakan algoritma rekonstruksi video canggih bernama Kine. Algoritma berbasis deep learning tersebut memetakan distribusi kecerahan blazar lintas ruang dan waktu, menghasilkan tayangan pergerakan materi yang berkesinambungan.
“Menggunakan Kine dan memulihkan video penuh alih-alih bingkai gambar individual, kami berhasil mencapai rentang dinamis dua tingkat besaran lebih baik dan resolusi empat kali lebih tinggi dibandingkan gambar-gambar sebelumnya,” ujar Foschi.
Foschi menjelaskan bahwa keunggulan utama dari rekonstruksi video ini adalah sifatnya yang kontinyu terhadap waktu, sehingga memungkinkan penggunaan alat pemrosesan video standar untuk melacak pergerakan setiap titik pada jet tersebut.
“Ini merupakan langkah maju yang signifikan dibandingkan analisis dinamika jet sebelumnya karena metode terdahulu hanya dapat mengestimasi jet sebagai kumpulan fitur diskret yang besar lalu melacak posisi fitur tersebut,” tambah Foschi.
Langkah maju ini juga mengungkap fakta mengejutkan yang menantang pemahaman para ilmuwan sebelumnya. Konsensus umum mengenai jet yang keluar dari lubang hitam supermasif mengasumsikan bahwa area yang terang disebabkan oleh gelombang kejut (shock front) yang bergerak jauh lebih cepat daripada kecepatan aliran plasma utama lainnya di dalam jet. Namun, pengamatan pada blazar 3C 345 menunjukkan kondisi berbeda.
“Sangat mengejutkan bagi kami saat menemukan bahwa kecepatan komponen padat yang terang bergerak di sepanjang jet hampir sama dengan kecepatan aliran utama sisa plasma di dalam jet tersebut,” kata Foschi.
Atas keberhasilan ini, tim peneliti berencana menerapkan algoritma Kine pada observasi blazar lainnya untuk mempelajari lebih lanjut model gelombang kejut serta mekanisme yang mendorong pergerakan plasma.
“Ini adalah metode pencitraan pertama dan satu-satunya yang dapat menghasilkan video berkualitas tinggi dan andal dari sejumlah besar observasi dalam waktu singkat,” tutur Foschi. “Jadi metode ini dapat diterapkan secara sistematis pada banyak sumber lain yang memiliki rekaman observasi selama berdekade-dekade.” (Space/Z-2)