Lubang Hitam Yang Sedang Tidur di Gugus Bola

Perilaku aneh sebuah bintang yang berada di gugus NGC 3201 berhasil menyingkap keberadaan lubang hitam yang sedang tidur di gugus bola.

Bintang tersebut ditemukan saat para astronom sedang melakukan survei terhadap 25 gugus bola dengan instrumen MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) yang dipasang pada Very Large Telescope milik ESO di Chile. Survei ini bertujuan untuk mengamati 600 – 27000 bintang di setiap gugus bola dan menganalisis kecepatan radial setiap bintang.

Sekilas Tentang Gugus Bola

Gugus bola adalah area yang tampak berbentuk bola dan diisi oleh puluhan ribu bahan ratusan ribu bintang tua. Bintang-bintang dalam gugus bola bahkan diperkirakan ada yang terbentuk saat awal-awal pembentukan galaksi. Bagi para astronom, dengan mempelajari gugus bola, mereka bisa memperkirakan usia alam semesta atau bisa juga mengetahui di mana pusat galaksi berada.

Sebagian besar penghuni gugus bola saat ini adalah bintang-bintang katai merah yang massanya rendah dan sebagian bintang katai kuning dengan massa menengah. Bintang-bintang tersebut merupakan bintang yang kala hidupnya panjang.

Di Bima Sakti saja diketahui terdapat lebih dari 150 gugus bola. Sebagian besar diperkirakan sudah berumur 10 miliar tahun dan dihuni bintang-bintang tertua di galaksi. Mengingat usia gugus bola yang sudah sangat tua dan juga massa yang sangat tinggi (massa seluruh bintang), maka tidak mengherankan jika ada sejumlah besar lubang hitam yang terbentuk. Lubang hitam ini terbentuk saat bintang masif yang dulu ada di gugus ini saat awal terbentuk mencapai akhir masa hidupnya dan meledak. Saat meledak, inti bintang mengalami keruntuhan dan tetap bertahan hidup di gugus bola sebagai lubang hitam atau juga bintang neutron.

Di gugus bola, sudah tidak ada lagi pembentukan bintang baru. Karena itu, suatu hari kelak, lubang hitam yang ada di gugus bola akan menjadi objek paling masif di gugus tersebut dan terakumulasi di area pusat. Akan tetapi, tidak semua lubang hitam yang terbentuk akan terus bertahan dalam gugus bola. Sebagian besar akan terlontar ke luar dan hanya sedikit yang bisa bertahan setelah 1 miliar tahun.

Berburu Lubang Hitam di Gugus Bola

Pencarian lubang hitam di gugus galaksi pun dimulai dan selama beberapa tahun terakhir diketahui ada laporan hasil pengamatan radio dan sinar-X yang berhasil mendeteksi keberadaan lubang hitam kecil yang setara massa bintang. Penemuan ini serta terdeteksinya gelombang gravitasi juga memberi indikasi kuat kalau lubang hitam yang setara massa bintang itu umum berada di gugus bola.

Untuk bisa menemukan lubang hitam tersebut, instrumen MUSE milik ESO juga berpartisipasi untuk mencari lewat survei 25 gugus bola yang dipimpin oleh Benjamin Giesers dari Georg-August-Universität Göttingen, Jerman.

Saat mengamati gugus NGC 3201 di rasi Vela atau rasi layar, ada satu bintang yang berperilaku aneh. Bintang tersebut sedang berada pada babak akhir masa hidupnya di Deret Utama. Itu artinya, ia sudah mulai kehabisan hidrogen dan akan segera memasuki babak baru kehidupannya sebagai raksasa merah.

Bintang tersebut seperti sedang mengayun atau terlempar ke depan dan belakang dengan kecepatan ratusan ribu km/detik. Menariknya lagi, terjadi pola berulang setiap 167 hari pada gerak bintang tersebut. Kejadian ini justru membuat para astronom menduga kalau bintang tersebut sedang mengorbit sesuatu.

Dugaan tersebut tidak salah. Data pengamatan memperlihatkan bukti kuat kalau bintang tersebut punya pasangan objek yang tidak bercahaya. Sebuah objek yang tidak tampak tapi bisa memberi pengaruh gravitasi yang kuat saat interaksi.

Yup! Tidak salah. Benda itu tak lain tak bukan adalah lubang hitam.

Untuk pertama kali lubang hitam di gugus bola berhasil ditemukan lewat pengamatan interaksi gravitasinya dengan bintang secara langsung. Lubang hitam itu diketahui memiliki massa 4,36 massa Matahari, sedangkan bintang yang berperilaku aneh akibat gaya gravitasi lubang hitam itu massanya 0,8 massa Matahari. Ini juga kali pertama para astronom bisa mendeteksi lubang hitam yang sedang tidur di jantung gugus bola. Lubang hitam tersebut tidak sedang melahap materi atau dikellilingi piringan gas yang bercahaya. Tapi, lubang hitam ini bisa mengganggu gerak bintang yang terperangkap dalam gaya gravitasinya yang kuat.

Ada hal lain yang menarik dari penemuan ini. Lubang hitam di gugus bola tentu tidak hanya satu. Seberapa banyak yang bisa bertahan melewati usia 1 miliar dari gugus bola memang masih diperdebatkan. Dengan perilaku lubang hitam yang memiliki gaya gravitasi yang kuat, ia akan melahap materi di sekelilingnya.

Pada gugus bola yang padat bintang dengan sejumlah lubang hitam yang terus menerus mengumpulkan massa, kemungkinan tabrakan antar lubang hitam selalu ada. Tabrakan antar lubang hitam yang menghasilkan gelombang gravitasi, akan menjadi cara lain bagi para astronom untuk menemukan mereka di gugus bola.