Menu Close
Galaksi Bima Sakti dilihat dengan sinar infra merah. NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (SSC/Caltech)

Lusinan lubang hitam tampaknya berhasil ditemukan para astronom

Para astronom melihat adanya sebuah obyek yang penuh teka-teki, diberi nama “Sagittarius A*”, di pusat galaksi kita Bima Sakti pada 1960-an. Namun seberapa luar biasanya benda ini baru dipahami tiga dekade kemudian, ketika obyek itu diidentifikasi sebagai lubang hitam yang super massif dengan jumlah massa sekitar 4 juta kali massa matahari.

Teori memprediksikan bahwa lubang hitam yang demikian besar tersebut dan terletak di pusat galaksi yang besar seharusnya dikelilingi oleh kumpulan lubang hitam yang lebih kecil dan juga obyek lainnya. Tapi pencarian beberapa dekade tidak memberi hasil hingga beberapa waktu yang lalu. Dalam sebuah penelitian, yang diterbitkan majalah Nature, sebuah tim peneliti menemukan sekitar 13 lubang hitam dekat dengan Sagittarius A*.

Penemuan Sagittarius A* dimungkinkan karena adanya generasi pertama alat pemindai infra merah yang terletak di lokasi-lokasi terbaik di Hawai dan Chili. Alat-alat ini bisa mengikuti gerakan bintang-bintang yang dekat dengan obyek tidak terlihat. Setelah satu tahun pengamatan, orbit bintang-bintang tersebut dipetakan secara detil – memungkinkan para ilmuwan mengukur massa Sagittarius A* dengan tingkat akurasi yang tinggi.

Pekerjaan ini dilakukan dengan melihat cahaya infra merah. Hal ini dikarenakan awan debu dan gas menghalangi pandangan kita – kita hanya bisa melihat sekitar 10% (Jarak Sagittarius A* sekitar 26,000 tahun cahaya). Beberapa jenis cahaya infra merah, seperti gelombang radio dan X-rays bisa menjawab keterbatasan ini dan mencapai detektor yang ada di Bumi.

Sagittarius A* seperti di lihat oleh teleskop Chandra. X-ray: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI

Bagaimana lubang hitam yang super massif bisa bertumbuh demikian besar masih menjadi kontroversi. Ukuran Sagittarius A* sebenarnya termasuk kecil – obyek lainnya yang jaraknya lebih jauh dan memiliki massa milyaran kali lebih berat telah ditemukan. Satu kemungkinan penjelasannya adalah mereka tercipta begitu galaksi-galaksi tersebut melebur – menangkap pusat lubang hitam yang super masif ke dalam orbit dan akhirnya bergabung menjadi sebuah lubang hitam dengan massa yang lebih super massif.

Kita mengetahui bahwa proses pembentukan bintang yang aktif sedang berjalan di pusat galaksi kita. Proses ini akan menghasilkan bintang-bintang netron (bintang yang sangat padat) yang sejenis secara natural dan juga lubang hitam, yang bisa membentuk sistem biner antara bintang biasa dengan bintang netron atau sebuah lubang hitam yang mengorbit satu sama lainnya. Ketika bintang berubah, materinya akan terhisap oleh lubang hitam atau jatuh ke dalam bintang netron – mencapai suhu yang sangat tinggi. Hal ini membuat mereka mengeluarkan sinar X-ray yang bisa kita deteksi.

Jadi tidak mengherankan jika teleskop Chandra telah mendeteksi ratusan sumber yang mengeluarkan sinar X-ray baik di dalam dan sekitar pusat galaksi kita. Anda bisa melihat beberapa gambar hebat mereka di sini.

Teka-teki X-ray

Riset terbaru telah menggunakan data dari teleskop Chandra untuk menyelidiki sumber-sumber yang mengeluarkan sinar X-ray yang dekat dengan Sagittarius A*. Selama 12 tahun terakhir, telekop Chandra telah sering kali mengamati Sagittarius A* – menambah waktu eksposur menjadi 2 minggu. Dengan menggabungkan semua data ini, dan memusatkan konsentrasi pada daerah yang dekat dengan pusat, tim riset tersebut telah menemukan emisi sinar X-ray dan sekitar 100 sinar X-ray yang berbeda dengan jarak 13 tahun cahaya dari Sagittarius A*, yang 26 di antara mereka hanya terpisah 3 tahun cahaya.

Sebuah impresi seniman atas binari sinar X-ray. wikipedia

Lalu, sumber misterius apa yang mengeluarkan sinar X-ray ini? Sudah sejak lama diketahui bahwa ribuan sistem binari yang tidak selesai yang melibatkan sebuah bintang normal dan sebuah sebuah bintang yang hampir kehabisan bahan bakarnya, atau yang disebut white dwarf (sama seperti yang akan dialami matahari kita milyaran tahun yang akan datang), bisa menghasilkan emisi sinar X-ray. Berbeda dengan sinar X-ray dari sistem binari yang melibatkan bintang netron, sinar yang berasal dari sistem binari ini cenderung lemah. Namun, ada jutaan bintang white dwarfs di galaksi.

Tim riset tersebut juga melihat rasio sinar X-ray yang kuat dan lemah (pada dasarnya hanya perbandingan antara energi sinar yang tinggi dengan yang rendah) untuk menunjukkan bahwa pusat sumber sinar X-ray yang terdekat dengan Sagittarius A* kalau bukan berasal dari sistem binari (yang melibatkan bintang-bintang netron atau lubang hitam), berasal dari millisecond pulsars, bintang-bintang neutron yang mengeluarkan sinar radiasi elektromagnetik.

Kedua jenis sumber sinar X-ray (yang berasal dari sistem binari atau pulsars) mengeluarkan sinar X-ray sesekali dengan karakteristik yang berbeda. Pancaran bintang-bintang netron terjadi secara regular, namun pengamatan melalui teleskop Chandra menunjukkan bahwa sinar tersebut bukan berasal dari sumber yang dekat dengan Sagittarius A* – jadi kita bisa mengabaikannya. Namun sinar yang berasal dari pulsars yang berjumlah setengah dari yang ada – sinar ini sangat tenang dan ajek. Tapi hal itu berarti setidaknya separuh dari sinar tersebut adalah sistem binari yang melibatkan lubang hitam – jenis yang memancarkan sinar lebih jarang (setidaknya beberapa puluh tahun sekali) dan karakteristik mereka biasanya sama dengan yang selama ini diteliti.

Tim penelitian mengungkapkan setidaknya ada ratusan binari lubang hitam di pusat galaksi kita dan ribuan lubang hitam tanpa bintang yang menemaninya.

Pengamatan lebih lanjut dibutuhkan untuk memastikan penemuan ini. Membedakan antara sistem binari yang melibatkan lubang hitam dengan yang berasal dari millisecond pulsars. Dengan perkembangan teknologi, hasil yang semakin akurat bisa membedakan hal tersebut.

Jika memang lubang hitam, penemuan ini sangatlah menarik – menunjukkan jika kita berada jalur yang tepat untuk memahami bahwa lubang hitam yang super massif akan berdampak pada perilaku bintang-bintang di sekitar mereka. Pengamatan selanjutnya yang menggunakan gelombang gravitasi bisa menjadi penting. Jika ada salah satu sumber yang mengeluarkan gelombang semacam itu bergabung dengan Sagittarius A*, hal ini akan meningkatkan jumlah gelombang gravitasi yang bisa kita deteksi.

Tentu saja masih banyak yang kita harus pelajari dari galaksi kita. Satu hal yang menarik – mungkin masih banyak lubang hitam di galaksi kita yang masih bisa kita telusuri.

This article was originally published in English

Want to write?

Write an article and join a growing community of more than 181,000 academics and researchers from 4,921 institutions.

Register now