Ketika Lubang Hitam Bersembunyi di Gugus Bintang

Ilustrasi lubang hitam di tengah gugus bintang NGC 3201. Kredit: ESO/L. Calçada/spaceengine.org

Info Astronomy - Bintang-bintang di gugus bintang bola NGC 3201 teramati berperilaku sangat aneh. Mereka bergerak dengan kecepatan ratusan ribu kilometer per jam dengan pola berulang setiap 167 hari. Rupanya, ada lubang hitam yang bersembunyi di sana.

Para astronom menganggap bahwa bintang-bintang ini mengorbit sebuah lubang hitam yang tak terlihat, yang memiliki massa empat kali massa Matahari kita. Jika benar demikian, ini merupakan lubang hitam pertama yang ditemukan tidak aktif pada sebuah gugus bola, dan lubang hitam pertama ditemukan secara langsung dengan mengamati tarikan gravitasinya.

Apa pentingnya penemuan ini? Ternyata cukup penting. Tidak hanya berkaitan untuk menambah pemahaman kita tentang pembentukan gugus bintang maupun sang lubang hitam, tetapi juga untuk mempelajari lebih jauh terkait peristiwa gelombang gravitasi, yang terjadi ketika dua lubang hitam mengalami proses penggabungan.

Galaksi kita, Bimasakti, sejauh ini diketahui memiliki lebih dari 150 gugus bintang bola. Mereka merupakan sekumpulan bintang-bintang tua yang mengorbit pusat galaksi di area luar cakram galaksi Bimasakti. Diperkirakan, 150 gugus bintang ini telah terbentuk pada masa awal sejarah galaksi, pada waktu yang hampir bersamaan dengan Bimasakti itu sendiri terbentuk.

Area pusat gugus bola NGC 3201 (yang dilingkari). Kredit: ESA/NASA

NGC 3201 sendiri diperkirakan berusia di atas 10 miliar tahun (berbeda dengan usia Matahari yang baru sekitar 4,5 miliar tahun). Gugus bintang bola ini terletak di rasi bintang Vela, pada jarak sekitar 16.300 tahun cahaya dari Bumi. Diperkirakan, keseluruhan massa gugus bintang ini adalah sekitar 255.000 kali massa Matahari kita.

Para astronom mempelajari gugus bintang ini dengan menggunakan instrumen MUSE pada Very Large Telescope milik European Southern Observatory (ESO) di Cile. Pemimpin utama studi ini, Benjamin Giesers dari Georg-August-Universität Göttingen di Jerman mengatakan, "Gugus bintang ini teramati mengorbit sesuatu yang sama sekali tak terlihat, yang kemungkinan besar adalah lubang hitam!"

Letak gugus bintang NGC 3201. Kredit: ESO, IAU and Sky & Telescope

Hubungan antara lubang hitam dengan gugus bintang bola adalah hal yang penting, tetapi misterius. Karena massanya yang besar dan usianya yang sudah menua, sebuah gugus bintang diperkirakan telah menghasilkan banyak lubang hitam bermassa bintang, jenis lubang hitam yang tercipta ketika bintang masif meledak dan runtuh oleh gravitasinya sendiri.

Instrumen MUSE milik ESO pun hadir untuk memberikan para astronom kemampuan unik untuk mengukur dan mengamati gerakan ribuan bintang pada gugus bintang yang berjarak jauh pada waktu bersamaan. Dengan temuan baru ini, para astronom untuk pertama kalinya dapat mendeteksi lubang hitam yang sedang "terlelap" di jantung gugus bintang.

Maksud dari lubang hitam yang "terlelap" adalah, ia tidak aktif melahap material di sekitarnya. Lubang hitam tersebut pun juga tidak dikelilingi oleh cakram gas yang menyala. Untuk itu, para astronom hanya dapat menemukan dan memperkirakan massa lubang hitam ini melalui gerakan bintang yang terperangkap dalam tarikan gravitasi yang luar biasa darinya.

Gugus bintang bola NGC 3201. Kredit: ESO

Dari sifat-sifat yang telah diamati pada lubang hitam di gugus bintang NGC 3201 ini, diketahuilah bahwa massa lubang hitam tersebut adalah sekitar 4,36 kali massa Matahari. Ia tidak mungkin merupakan bintang neutron karena batas teratas massa bintang neutron hanya 2,16 kali massa Matahari.

Lubang hitam bermassa bintang itupun kini menjadi pusat dari gugus bintang NGC 3201.

Menariknya, menurut penelitian lainnya melalui sumber gelombang radio dan sinar-X pada sebuah gugus bintang bola, serta penelitian gelombang-gelombang gravitasi selama tahun-tahun terakhir ini menunjukkan bahwa, lubang hitam yang relatif kecil seperti ini mungkin lebih umum terbentuk pada gugus bintang bola daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Dengan kata lain, diperkirakan setiap gugus bintang bola bisa saja memiliki satu lubang hitam bermassa bintang di pusatnya. Ya, penelitian terhadap lubang hitam memang selalu menarik untuk disimak.

---

Sumber: ESO