Ketika Lubang Hitam Bersendawa Dua Kali

Lubang hitam memang dikenal tidak punya etika saat makan. Pada umumnya, lubang hitam ditemukan bersendawa satu kali setelah makan. Tapi rupanya, ada lubang hitam yang bersendawa dua kali setelah melahap kudapannya.

Tersangka kita kali ini adalah lubang hitam supermasif yang berada di pusat galaksi SDSS J1354 + 1327 yang berada jauh dari Bumi. Jaraknya 800 juta tahun cahaya. Dengan kata lain, cahaya yang datang dari galaksi J1354 harus menempuh perjalanan selama 800 juta tahun supaya bisa diterima oleh pengamat di Bumi.

Galaxy SDSS J1354+1327 (tengah bawah) dan galaksi pasangan SDSS J1354+1328 (kanan atas). Kredit: NASA
Galaksi SDSS J1354+1327 (tengah bawah) dan galaksi pasangan SDSS J1354+1328 (kanan atas). Kredit: NASA

Cerita yang berhasil diungkap oleh teleskop Hubble, teleskop sinar-X Chandra, teleskop W.M. Keck di Hawaii dan Apache Point Observatory (APO) di New Mexico punya keunikan tersendiri. Cahaya yang datang dari J1354 merupakan pancaran sinar-X yang hanya berupa sebuah titik.

Tapi jangan salah. Cahaya tersebut merupakan tanda keberadaan lubang hitam supermasif yang jaraknya jutaan sampai miliaran kali lebih masif dari Matahari. Telaah dengan citra yang diperoleh Teleskop Chandra dan Hubble mengungkap lokasi lubang hitam tersebut pada pusat galaksi dan tampaknya si lubang hitam supermasif ini diselubungi gas dan debu yang cukup tebal.

Informasi yang dibawa dari jauh itu bercerita tentang lubang hitam di pusat galaksi J1354 bersendawa dua kali. Sinar X yang diterima oleh Teleskop Chandra dihasilkan oleh gas yang dipanaskan sampai jutaan derajat oleh gaya gravitasi dan medan magnetik yang sangat besar dan kuat.

Selama ini para astronom memang sudah menemukan lubang hitam yang bersendawa. Tapi semuanya hanya sekali bersendawa setelah makan. Penemuan lubang hitam yang bersendawa dua kali tentunya menarik perhatian karena ini bisa membuktikan teori yang ada bahwa lubang hitam mampu untuk mengaktifkan dirinya sendiri. Mirip lampu jalan yang otomatis menyala saat gelap dan kemudian mati saat terang.

Lubang hitam supermasif di pusat galaksi J1354 pun demikian.

Ketika Lubang Hitam Berpesta

Lubang hitam punya gaya gravitasi yang besar dan tidak ada apapun yang bisa lolos darinya. Termasuk cahaya. Gaya gravitasi yang besar itu menyebabkan kecepatan lepas yang dibutuhkan untuk bisa bebas dari gaya tarik si lubang hitam pun sangat besar. Akibatnya ketika ada debu, gas atau bintang yang berada sangat dekat dengan lubang hitam, maka semua materi itu akan dilahap.

Ketika lubang hitam mengakresi gas dalam jumlah besar, maka akan ada partikel energi tinggi yang dilepaskan, dan si lubang hitam akan bersinar sebagai active galactic nuclei / AGN ( inti galaksi aktif). Tapi, ini bukan suatu kejadian atau proses yang terus menerus. Lubang hitam supermasif ini bisa mengaktifkan dirinya sendiri sebagai AGN atau kembali beristirahat. Contoh terdekat adalah galaksi Bima Sakti, rumah kita. Saat ini Bima Sakti sedang beristirahat dan dalam masa tenang, Tapi, ada bukti sebaran gelembung kabut yang memancarkan sinar gamma di atas dan di bawah bidang galaksi. Kehadiran gelembung kabut tersebut jadi bukti aktifnya lubang hitam supermasif fdi pusat Bima Sakti sekitar 10 juta tahun lalu.

Hal serupa juga ditemukan para astronom saat mengamati galaksi J1354.

Dua sendawa atau lebih tepatnya dua peristiwa AGN atau semburan partikel energi tinggi yang terjadi dipicu oleh materi antarbintang yang bergerak spiral menuju pusat J1354. Materi berupa gas dan juga bintang inilah yang kemudian terperangkap sebagai makanan lubang hitam dan terjadi pula pelepasan partikel energi tinggi.

Materi antarbintang yang jadi makanan lubang hitam supermasif di pusat J1354 merupakan aliran gas dan bintang dari galaksi pasangan yang berada pada jarak ~408 ribu tahun cahaya. Untuk astronomi ini jarak yang cukup dekat. Aliran materi antarbintang itu merupakan penghubung bagi kedua galaksi yang mengalami tabrakan tersebut.

Bukti terjadinya dua sendawa tampak sebagai dua gelembung gas yang muncul di utara dan selatan galaksi J1354. Data pengamatan teleskop Hubble, Keck dan APO memperlihatkan elektron yang sudah dilucuti dari atom di dalam aliran gas yang merentang sampai 30000 tahun cahaya di selatan pusat galaksi. Peristiwa pelucutan elektron dari atom terjadi akibat semburan radiasi dari lubang hitam yang sekaligus menandai masa pesta sudah dimulai. Itu di selatan.

Bukti kedua berada di utara pusat galaksi. Kali ini berupa gelombang kejut yang lokasinya ~3000 tahun cahaya dari lubang hitam. Menariknya lagi, kedua peristiwa itu tidak terjadi bersamaan. Jeda antara pesta makanan pertama dan kedua diketahui sekitar 100000 tahun. Itu artinya, setelah lubang hitam berpesta melahap materi antarbintang, ia beristirahat dan tidak aktif sampai 100 ribu tahun kemudian ketika ada materi baru untuk disantap. Penemuan ini sekaligus jadi bukti kuat kalau lubang hitam bisa mengatifkan dirinya sendiri dan menyalakan peristiwa AGN untuk kemudian beristirahat dan menyala lagi dalam selang waktu yang lebih singkat dibanding usia alam semesta (13,8 miliar tahun).

Selain bukti bahwa lubang hitam memang bisa bangun dan berpesta pora untuk kemudian tidur dan suatu waktu bangun lagi. Peristiwa ini juga bisa menjadi bukti bahwa suatu hari nanti, lubang hitam di pusat galaksi Bima Sakti yang sedang “tidur” akan bangun dan berpesta melahap gas yang ada di dekatnya. Mungkin pada saat Bima Sakti dan Andromeda bertabrakan, dan ada aliran materi yang bergerak ke lubang hitam supermasif di pusat galaksi.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.