Temuramah Bersama Dr. Kevin Koay Jun Yi

Pada 10 April 2019, dunia telah digemparkan dengan pengumuman imej pertama lohong hitam yang di rakam oleh manusia. Imej ini adalah hasil daripada kerjasama lebih 200 saintis di seluruh dunia dengan menggunakan 8 teleskop radio di 6 lokasi. EHT telah mencerap data bagi lohong hitam supermasif di Sagittarius A* (disebut sebagai Sagittarius A star) dan lohong hitam supermasif di tengah galaksi M87 pada bulan April 2017. Namun begitu, hanya imej lohong hitam supermasif M87 sahaja yang diumumkan.

Antara lebih 200 saintis yang terlibat di dalam projek ini adalah seorang saintis dari Pulau Pinang, Malaysia, iaitu, Dr. Kevin Koay Jun Yi. Beliau kini sedang melanjutkan kajian di Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) di Taiwan. Dimaklumkan bahawa Dr. Kevin adalah antara saintis yang awal mencerap data lohong hitam menggunakan teleskop JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) di Hawaii.

MajalahSains telah menghubungi Dr. Kevin bagi membuat satu temuramah melalui emel untuk mengetahui lebih lanjut berkenaan beliau, ujikaji yang dilakukan oleh EHT, kesukaran yang dihadapi di dalam pengimejan lohong hitam, kedudukan imej Sagittarius A* dan juga perancangan beliau di masa hadapan.

1. Kami difahamkan bahawa anda memperolehi Ijazah Kedoktoran Falsafah di Curtin University, apakah bidang kajian yang telah anda jalankan?

Semasa di Curtin University, saya banyak mengkaji mengenai Active Galactic Nuclei (AGNs), iaitu pusat-pusat galaksi yang amat terang dan ia dijana oleh kejatuhan jirim ke dalam lohong hitam supermasif. Saya banyak menggunakan teleskop radio seperti Very Large Array (VLA) untuk memerhati/mengesan sumber-sumber tersebut dan seterusnya mengkaji bagaimana ia telah berevolusi dalam tempoh 12 bilion tahun lalu. Memandangkan Curtin University terlibat secara aktif dalam projek Square Kilometre Array (SKA), iaitu sejenis teleskop mega yang sedang dibina di Australia dan Afrika Selatan, saya juga turut terlibat dalam mengkaji bagaimana kita boleh mereka bentuk SKA berkenaan yang terbaik untuk mengkaji objek berubah-ubah (variable objects) dan letusan-letusan di angkasa lepas.

2. Adakah kajian-kajian anda yang terdahulu membantu dalam menghasilkan imej lohong hitam berkenaan? Atau adakah anda perlu mempelajari kemahiran-kemahiran baharu yang berbeza?

Saya banyak menimba pengalaman memproses data dan menghasilkan imej-imej dari radio interferometer semasa saya sedang dalam pengajian peringkat kedoktoran (PhD) dan semasa jawatan pasca kedoktoran pertama saya di Denmark. Data-data ini merupakan data yang dikumpulkan dari teleskop tersusun atur yang digabungkan untuk membentuk satu teleskop maya yang besar. Kemahiran-kemahiran berkenaan membantu saya dalam memproses data dari Event Horizon Telescope (EHT). Walau bagaimanapun, kebanyakan pengalaman saya adalah dengan connected-element interferometer seperti VLA dan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), di mana jarak di antara teleskop-teleskop adalah puluhan kilometer dan semua teleskop dihubungkan melalui optik gentian. Jarak di antara teleskop-teleskop EHT pula adalah ribuan kilometer yang mana mempunyai cabaran-cabarannya tersendiri. Memandangkan saya tidak berpengalaman luas dengan apa yang dikenali sebagai teknik Very Long Baseline Interferometry (VLBI), maka saya mempelajari kemahiran-kemahiran baharu bersama-sama ahli pasukan pemproses data yang lain yang mana adalah juga merupakan pengalaman pertama mereka bersama VLBI. Namun, kami bertuah kerana terdapat beberapa pakar VLBI yang berpengalaman dalam pasukan kami yang mampu memberi tunjuk ajar kepada kami.

3. Bolehkah anda menerangkan secara ringkas bagaimana teori kerelatifan am Einstein dibuktikan menerusi imej ini?

Pertama, hakikat kewujudan bayang-bayang berkenaan menunjukkan bahawa sememangnya terdapat suatu ufuk peristiwa (walaupun ia tidak menolak beberapa teori lain yang eksotik). Kedua, saiz bayang-bayang yang diperhati adalah seperti yang dijangkakan berdasarkan perkiraan dari teori Einstein, iaitu menggunakan jisim lohong hitam yang diukur dari pergerakan bintang-bintang di sekitar pusat galaksi. Ketiga, teori Einstein menjangkakan bayang-bayang tersebut adalah berbentuk bulat. Ketiadaan pemanjangan yang signifikan pada “ring” di sekeliling bayang-bayang tersebut (<10%) bermakna Einstein sekali lagi dibuktikan betul!

4. Apakah cabaran terbesar dalam menghasilkan imej lohong hitam yang tepat?

Cabaran terbesar adalah disebabkan oleh sifat data pengimejan interferometri. Bayangkan satu antena mangkuk atau kanta sebesar Bumi, tetapi kita hanya mengumpul data di keberadaan teleskop. Terdapat banyak maklumat yang tidak lengkap di kawasan yang tiada teleskop. Namun, kita dapat menambah maklumat demi maklumat dengan mengambil kelebihan putaran Bumi – teleskop-teleskop berkenaan bergerak relatif dari diri masing-masing semasa Bumi berputar. Meskipun sedemikian, masih terdapat maklumat yang tidak lengkap dan ia perlu dilengkapkan berdasarkan pelbagai anggapan. Justeru, terdapat banyak imej yang boleh dihasilkan yang berpadanan dengan data yang telah kami kumpulkan, tetapi kami perlu mengenal pasti imej manakah yang paling berkemungkinan tepat.

5. Secara ringkas, bagaimanakah pasukan anda menentusahkan imej tersebut adalah imej yang tepat berdasarkan data yang amat banyak?

Kami mengambil masa hampir setahun untuk menetukur data-data bagi memperbetul perubahan pada atmosfera di atas setiap teleskop, kesan putaran Bumi dan banyak lagi kesan yang tidak ketara. Data tersebut disemak dan disemak lagi berulang kali. Kami turut menggunakan 3 perisian yang berbeza untuk memproses, kemudian membandingkan hasilnya dan memastikan hasil-hasil berkenaan adalah sama. Seterusnya, kami membahagikan pasukan kepada 4 pasukan pengimejan yang berbeza, secara bersendiri menghasilkan imej menggunakan 3 teknik pengimejan yang berbeza, tanpa berkomunikasi antara satu sama lain bagi mengelakkan human bias. Namun begitu, apabila kami membandingkan kesemua hasil imej kami, adalah didapati imej-imej tersebut adalah kelihatan hampir serupa! Untuk menentusahkan lagi perkara ini, kami turut menggunakan data palsu yang direka bagi meniru pemerhatian  EHT ke atas ketiga-tiga perisian terbabit, tetapi menghasilkan bentuk dan pola yang berbeza daripada data EHT sebenar. Kesemua perisian berkenaan berjaya menghasilkan semula bentuk dan pola tersebut jua.

6. Jika anda boleh memberi jawapan, bilakah kumpulan EHT boleh mengumumkan imej Sagittarius A*? Adakah ia lebih sukar untuk dihasilkan kerana berada di tengah galaksi kita sendiri, iaitu, Bima Sakti?

Kami masih berusaha untuk memproses dan menghasilkan imej SgrA*. Malangnya saya tidak dapat memberikan satu tarikh yang tetap. Memang ianya lebih sukar dihasilkan kerana kita memerhatikannya melalui kepulan-kepulan gas di tengah-tengah Bima Sakti, ia menggangu imej. Namun kami percaya gangguan itu dapat diasingkan. Cabaran yang lebih besar adalah objek tersebut begitu berubah-ubah. Adalah amat sukar untuk menghasilkan imej sesuatu objek jika ianya sentiasa berubah dalam jangka masa singkat, dan kami sedang membangunkan teknik-teknik baru hanya untuk cabaran itu.

7. Sebagaimana ujikaji gelombang kegravitian, adakah ini akan membuka ruang kepada imej yang lebih jelas dan banyak bagi semua saiz lohong hitam dan bukan sahaja untuk yang berjenis supermasif.

Malangnya, untuk lohong hitam bersaiz bintang, iaitu, yang terbentuk apabila sebuah bintang besar meletup dan runtuh ke dalam, adalah terlalu kecil untuk pengimejan. Kita hanya boleh menangkap imej lohong hitam supermasif sahaja. Sememangnya, kajian gelombang kegravitian dapat mengkaji lohong hitam yang kecil ini namun EHT tidak dapat melakukannya. Walau bagaimanapun, kita masih boleh menambah baik EHT dengan memasukkan lebih banyak teleskop ke dalam susun atur teleskop dan meluaskan teleskop angkasa untuk meningkatkan ketajaman dan ketepatan imej. Ini akan dapat membantu kita memahami dengan lebih baik hukum fizik yang bertindak sekitar lohong hitam M87.

8. Akhir sekali, adakah anda akan teruskan dengan kajian ini pada masa akan datang?

Saya akan masih terlibat sebagai sebahagian daripada kerjasama ini sekurang-kurangnya sehingga tahun hadapan, memandangkan saya telah melaburkan banyak masa saya ke atasnya. Saya mengharapkan dapat membantu menghasilkan imej SgrA* dan objek lain yang di dalam pemerhatian. Saya juga akan terus membantu menambah baik dan melakukan pemerhatian dengan Teleskop Greenland, yang baru sahaja bersama EHT pada tahun 2018. Semenjak kebelakangan tahun ini, saya telah mengabaikan projek dan kajian lain dan mengharapkan dapat melakukannya semula. Begitu banyak perkara menarik tetapi begitu sedikit masa!

Penterjemah : Ahmad Faiz bin Abdul Rashid