Lubang Hitam Pengembara Pertama Ditemukan di Bimasakti


Info Astronomy - Penelitian terhadap lubang hitam memang tidak akan ada habisnya. Baru-baru ini, para astronom mengumumkan bahwa mereka telah menemukan lubang hitam pengembara. Apa itu?

Lubang hitam merupakan objek yang tidak memancarkan radiasi maupun cahaya. Menemukannya merupakan hal yang sulit dilakukan. Selama ini, penemuan lubang hitam dibantu oleh cakram akresi di sekitarnya, yakni materi yang ditarik oleh lubang hitam tetapi masih berputar-putar di sekitarnya sehingga memanas dan bisa diamati lewat sinar-X.

Selain cakram akresi, lubang hitam juga bisa ditemukan jika mereka berada di dalam sistem biner, yakni saling mengitari dengan bintang atau sedang menarik materi dari bintang pendampingnya dalam sistem tersebut.

Nah, ada satu lubang hitam lagi yang sulit ditemukan, yakni lubang hitam yang tidak aktif dan penyendiri. Mereka tidak menarik objek apapun di sekitarnya sehingga tidak memiliki cakram akresi, pun tidak berada di dalam sistem biner. Para astronom menyebutnya sebagai lubang hitam pengembara.

Menurut estimasi para astronom, diperkirakan ada jutaan atau lebih lubang hitam pengembara di galaksi kita. Menariknya, pada 4 Februari 2022, para astronom mengumumkan bahwa mereka telah menemukan lubang hitam pengembara pertama di galaksi Bimasakti.

Tim astronom internasional yang dipimpin oleh Kailash Sahu dari Space Telescope Science Institute di Baltimore, Maryland, mengumumkan penemuan lubang hitam pengembara yang dikatalogkan sebagai MOA-11-191/OGLE-11-0462, berjarak sekitar 5.200 tahun cahaya dari Bumi.

Namun, tunggu dulu. Mengapa para astronom begitu yakin yang mereka temukan itu memang lubang hitam? Jadi, pada umumnya, lubang hitam telah diketahui terbentuk ketika bintang masif bermassa minimum 20 kali massa Matahari mati, runtuh, dan meledak dalam supernova. Dari supernova itu, inti bintang akan menjadi lubang hitam bermassa bintang.

Nah, supernova diketahui cukup sering terjadi. Oleh karena itu, seharusnya juga ada sangat banyak lubang hitam bermassa bintang yang mengambang bebas di galaksi kita.

Proses Penemuan

Karena lubang hitam pengembara ini pada dasarnya sangat sulit dilihat, bagaimana para astronom bisa menemukannya?

Sahu dan rekan-rekannya menggunakan teknik yang disebut pelensaan mikro gravitasi, di mana cahaya dari bintang yang terletak di belakang lubang hitam pengembara ini dalam pandangan dari Bumi mengalami pembelokkan oleh gravitasi lubang hitam yang sangat besar, sehingga cahaya bintangnya menjadi jauh lebih terang daripada sebelumnya. Dengan kata lain, lubang hitam pengembara ini seolah-olah menjadi kaca pembesar kosmis.

Hasil pengamatan OGLE-11-0462 selama 6 tahun. Kredit: Suhu dkk./arXiv 2022

Penemuannya berawal dari pengamatan tahun 2011, ketika Sahu dan rekan-rekannya mendeteksi peristiwa pelensaan mikro yang mungkin disebabkan oleh lubang hitam. Namun, perlu waktu untuk mengonfirmasi apakah itu memang lubang hitam atau bukan.

Kelompok astronom ini perlu mengamati cahaya bintang pada delapan kesempatan berbeda, selama enam tahun dari 2011 hingga 2017, menggunakan Teleskop Antariksa Hubble. Dari pengamatan yang sangat panjang ini, mereka melihat bahwa cahaya bintang berubah dari waktu ke waktu.

Bagaimana menjelaskan ini? Sahu dan rekan-rekannya menentukan bahwa pasti ada objek lain yang bergerak di depan bintang tersebut, yang telah membelokkan cahaya bintang saat objek lain ini lewat di depannya dari sudut pandang kita di Bumi.

Mereka pun menyimpulkan objek itu pasti lubang hitam, berdasarkan dua bukti. Pertama, tidak ada cahaya yang muncul dari pelensaan mikro, dan kedua, pembelokkan, atau pembesaran, cahaya bintang berlangsung lama, sekitar 270 hari. Ini menunjukan bahwa memang lubang hitam lah yang bertanggung jawab atas peristiwa pelensaan mikro.

Berdasarkan perhitungan lewat pelensaan mikro gravitasi ini, diperkirakan bahwa lubang hitam pengembara tersebut memiliki massa 7,1 kali massa Matahari. Cakrawala peristiwanya, yaitu batas-tidak -dapat-kembali jika ditelan lubang hitam, berdiameter sekitar 42 kilometer. Hal ini menjadikannya sebagai lubang hitam yang sangat kecil dibandingkan dengan lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita. Ditambah lagi, ia juga mengembara sangat cepat, sekitar 45 kilometer per detik.

Bagaimana lubang hitam pengembara bisa hadir di galaksi Bimasakti? Menurut Sahu dan rekan-rekannya, ia mungkin "tertendang" dari sistem biner akibat gelombang kejut ketika bintang pendampingnya meledak dalam supernova.

Meskipun hanya sedikit yang dapat dipelajari dari satu lubang hitam pengembara ini, Sahu dan rekan-rekannya mengatakan bahwa mereka masih memiliki tiga kandidat lubang hitam lain yang menjanjikan untuk dipelajari ke depannya.

Ketika kelak lebih banyak temuan lubang hitam pengembara yang dipublikasikan, mereka dapat membantu para astronom untuk menemukan lebih banyak tentang asal usul lubang hitam yang terisolasi seperti ini, serta meneliti seberapa umum mereka di galaksi Bimasakti.

Sumber:
  • https://www.nature.com/articles/d41586-022-00346-6
  • https://earthsky.org/space/wandering-black-hole-moa-11-191-ogle-11-0462-milky-way/

Sumber Jurnal:
  • Sahu, K. C., Anderson, J., Casertano, S., Bond, H. E., Udalski, A., Dominik, M., ... & Steele, I. A. (2022). An Isolated Stellar-Mass Black Hole Detected Through Astrometric Microlensing. arXiv preprint arXiv:2201.13296.