Galaksi Bima Sakti berisi lubang hitam besar yang baru ditemukan yang bersembunyi di dekat Bumi! Raksasa tidur ini ditemukan oleh teleskop luar angkasa Gaia Eropa, yang melacak pergerakan miliaran bintang di galaksi kita.
Lubang hitam bermassa bintang tercipta ketika sebuah bintang masif kehabisan bahan bakar dan runtuh. Penemuan baru ini merupakan sebuah tonggak sejarah, karena ini merupakan pertama kalinya sebuah lubang hitam besar asal usulnya ditemukan di dekat Bumi.
Lubang hitam bermassa bintang, yang disebut Gaia-BH3, 33 kali lebih besar dari Matahari kita. Lubang hitam paling masif dari kelas ini sebelumnya yang ditemukan di Bima Sakti adalah lubang hitam dalam biner sinar-X di konstelasi Cygnus (Cyg X-1), yang diperkirakan memiliki massa sekitar 20 kali massa Matahari. Rata-rata lubang hitam bintang di Bima Sakti sekitar 10 kali lebih berat dari Matahari.
Gaia-BH3 terletak hanya 2.000 tahun cahaya dari Bumi, menjadikannya lubang hitam terdekat kedua dengan planet kita yang pernah ditemukan. Lubang hitam terdekat dengan Bumi adalah Gaia-BH1 (juga ditemukan oleh Gaia), yang terletak 1.560 tahun cahaya. Gaia-BH1 memiliki massa sekitar 9,6 kali massa Matahari, membuatnya jauh lebih kecil dibandingkan lubang hitam yang baru ditemukan ini.
Terkait: Pemandangan baru lubang hitam supermasif di jantung Bima Sakti mengisyaratkan fitur tersembunyi yang menarik (gambar)
“Menemukan Gaia BH3 seperti momen dalam film 'The Matrix' di mana Neo mulai 'melihat' matriksnya,” kata George Seabrook, ilmuwan di Mullard Space Science Laboratory di University College London dan anggota Gaia's Black Hole Task. Memaksa. katanya dalam pernyataan yang dikirim ke Space.com. “Dalam kasus kami, ‘matriks’ adalah kumpulan lubang hitam bintang yang tidak aktif di galaksi kita, yang tersembunyi dari kita sebelum Gaia menemukannya.”
Seabrook menambahkan bahwa Gaia BH3 merupakan petunjuk penting bagi kelompok ini, karena merupakan lubang hitam bintang paling masif yang ditemukan di galaksi kita.
Tentu saja Gaia-BH3 berukuran kecil dibandingkan lubang hitam supermasif yang mendominasi jantung Bima Sakti, Sagitarius A* (Sgr A*), yang memiliki massa 4,2 juta kali massa Matahari. Lubang hitam supermasif seperti Sgr A* tercipta bukan karena matinya bintang-bintang masif, namun karena penggabungan lubang hitam yang semakin besar.
Lubang hitam raksasa yang tertidur telah menyebabkan bintang pendampingnya terhuyung-huyung
Semua lubang hitam mempunyai batas luar yang disebut cakrawala peristiwa (event horizon), yang mana kecepatan lepas lubang hitam melebihi kecepatan cahaya. Artinya, horizon peristiwa adalah permukaan memerangkap cahaya searah sehingga tidak ada informasi yang bisa lolos.
Akibatnya, lubang hitam tidak memancarkan atau memantulkan cahaya, artinya lubang hitam hanya dapat “dilihat” jika dikelilingi oleh material yang secara bertahap memakannya. Terkadang, hal ini berarti lubang hitam dalam sistem biner menarik materi dari bintang pendampingnya, membentuk piringan gas dan debu di sekitarnya.
Pengaruh gravitasi yang sangat besar dari lubang hitam menghasilkan gaya pasang surut yang kuat pada materi di sekitarnya, menyebabkannya bersinar terang seiring dengan penghancuran dan konsumsi materi tersebut, dan memancarkan sinar-X. Selain itu, materi yang tidak diumpankan oleh lubang hitam dapat diarahkan ke kutubnya dan kemudian dilepaskan dalam bentuk pancaran dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, yang disertai dengan pancaran cahaya.
Semua emisi cahaya ini memungkinkan para astronom mengamati lubang hitam. Pertanyaannya adalah: Bagaimana lubang hitam “tidak aktif” yang tidak memakan gas dan debu di sekitarnya bisa ditemukan? Misalnya, bagaimana jika lubang hitam bermassa bintang memiliki bintang pendamping, namun jarak keduanya terlalu jauh sehingga lubang hitam tidak dapat mengambil materi bintang dari pasangan binernya?
Dalam kasus seperti ini, lubang hitam dan bintang pendampingnya mengorbit di sekitar titik yang mewakili pusat massa sistem. Hal ini juga terjadi ketika ia mengorbit bintang pendamping ringan, seperti bintang lain atau bahkan planet.
Rotasi di sekitar pusat massa menghasilkan osilasi pada pergerakan bintang, seperti yang dilihat para astronom. Karena Gaia ahli dalam mengukur pergerakan bintang secara akurat, maka Gaia adalah instrumen yang sempurna untuk melihat goyangan ini.
Satuan Tugas Lubang Hitam Gaia berangkat untuk mencari osilasi aneh yang tidak dapat dijelaskan oleh kehadiran bintang atau planet lain, dan yang mengarah ke pendamping yang lebih berat, mungkin lubang hitam.
Dengan memfokuskan pada bintang raksasa kuno di konstelasi Aquila, yang terletak 1.926 tahun cahaya dari Bumi, tim menemukan goyangan di jalur bintang tersebut. Osilasi ini menunjukkan bahwa bintang tersebut terkunci dalam gerakan orbital dengan lubang hitam inert bermassa sangat tinggi. Mereka dipisahkan oleh jarak yang berkisar antara jarak antara Matahari dan Neptunus pada titik terlebarnya dan antara bintang kita dan Jupiter pada titik terdekatnya.
“Ini benar-benar badak,” kata ketua peneliti Pascual Panozzo dari Pusat Penelitian Ilmiah Nasional di Observatorium Paris di Prancis dalam sebuah pernyataan. “Ini adalah jenis penemuan yang Anda buat sekali dalam kehidupan penelitian Anda. Hingga saat ini, lubang hitam sebesar ini hanya ditemukan di galaksi jauh melalui kolaborasi LIGO-Virgo-KAGRA, berkat pengamatan gelombang gravitasi.”
Terkait: Apa itu gelombang gravitasi?
Berkat sensitivitas Gaia, Satuan Tugas Lubang Hitam juga mampu membatasi massa Gaia-BH3, dan menemukan bahwa ia memiliki 33 massa matahari.
“Gaia-BH3 adalah lubang hitam pertama yang massanya dapat kita ukur dengan sangat presisi,” kata Tzivi Mazi, ilmuwan dan anggota kolaborasi Gaia di Universitas Tel Aviv. “Massa objek tersebut 30 kali lebih besar dari massa Matahari kita, yang merupakan perkiraan umum yang kita miliki mengenai massa lubang hitam yang sangat jauh yang diamati melalui eksperimen gelombang gravitasi. Pengukuran Gaia memberikan bukti pertama yang tak terbantahkan mengenai hal ini. [stellar-mass] Lubang hitam sebesar ini memang ada.”
Namun, sistem Gaia-BH3 seharusnya menarik perhatian para ilmuwan lebih dari sekedar kedekatannya dengan Bumi dan massa lubang hitamnya.
Bintang dalam sistem ini adalah bintang sub-raksasa yang berukuran sekitar lima kali Matahari dan 15 kali lebih terang, meskipun lebih dingin dan kurang padat dibandingkan bintang kita. Bintang pendamping Gaia-BH3 terutama terdiri dari hidrogen dan helium, dua unsur paling ringan di alam semesta, dan tidak memiliki unsur yang lebih berat, yang oleh para astronom (agak membingungkan) disebut sebagai “logam”.
Fakta bahwa bintang ini “miskin logam” menunjukkan bahwa bintang yang runtuh dan mati untuk membentuk Gaia-BH3 juga kekurangan unsur yang lebih berat. Bintang yang miskin logam diperkirakan akan kehilangan lebih banyak massa dibandingkan bintang kaya logam selama hidupnya, sehingga para ilmuwan bertanya-tanya apakah mereka dapat mempertahankan massa yang cukup untuk melahirkan lubang hitam. Gaia-BH3 mewakili indikasi pertama bahwa bintang-bintang miskin logam benar-benar dapat melakukan hal ini.
“Rilis data Gaia berikutnya diharapkan berisi lebih banyak data, yang akan membantu kita melihat lebih banyak susunannya dan memahami bagaimana lubang hitam bintang yang tidak aktif terbentuk,” Seabrook menyimpulkan.
Penelitian tim dipublikasikan hari ini (16 April) di jurnal Astronomi dan astrofisika.
“Pemikir jahat. Sarjana musik. Komunikator yang ramah hipster. Penggila bacon. Penggemar internet amatir. Introvert.”
