Pasangan Lubang Hitam Terdekat di Jantung Galaksi

Ada sepasang lubang hitam di jantung galaksi yang tertangkap oleh instumen MUSE pada Very Large Telescope dan sedang dalam proses merger.

Citra dua inti galaksi (kiri) yang teramati di galaksi NGC 7727 (kanan). Kredit: ESO/Voggel et al.; tim ESO/VST ATLAS. Acknowledgement: Durham University/CASU/WFAU

Lokasinya di galaksi yang jaraknya tak jauh dari kita. Hanya 89 juta tahun cahaya. Pasangan lubang hitam supermasif ini merupakan pasangan terdekat dari Bima Sakti yang ditemukan! 

Rekor jarak 89 juta tahun cahaya mengalahkan jarak sebelumnya yakni 470 juta tahun cahaya di galaksi NGC 6240. Tak hanya itu, jarak duo lubang hitam di NGC 7727 termasuk paling dekat yakni 1600 tahun cahaya!

Lubang Hitam di Jantung Galaksi

Lubang hitam. Sesuai namanya, objek ini memang tidak tidak memancarkan cahaya sehingga sulit untuk diamati. Tapi, massanya sangat besar sehingga gravitasinya pun sangat kuat.  Lubang hitam massa bintang pada umumnya memiliki massa sampai 100 massa Matahari. Lubang hitam tipe ini berasal dari bintang-bintang masif yang sudah mengakhiri hidupnya. 

Tapi, ada lubang hitam yang jauh lebih besar dan lebih masif. Massa lubang hitam supermasif bisa jutaan sampai miliaran massa Matahari. Monster raksasa ini bisa ditemui di jantung galaksi. 

Tentu saja kita tidak bisa begitu saja melihat lubang hitam. Keberadaan lubang hitam di alam semesta bisa kita deteksi dari interaksinya dengan objek di sekelilingnya. 

Gravitasi yang luar biasa besar membuat objek ini menarik materi di sekelilingnya dengan laju yang luar biasa cepat. Akibatnya, materi yang berada di luar horison peristiwa lubang hitam akan membentuk piringan yang suhunya luar biasa panas dan melepaskan radiasi dalam jumlah besar. Cakram materi dan radiasi yang dilepaskan sangat terang sehingga mudah ditemukan. 

Cara lain, lihat perilaku bintang di sekeliling lubang hitam. Bintang-bintang di pusat galaksi dan dekat dengan lubang hitam akan mengorbit dengan kecepatan sangan tinggi. Nah, dengan mengamati pengaruh gravitasi lubang hitam pada gerak objek di sekelilingnya, para astronom bisa menentukan massa monster tersebut. 

Pasangan Monster di NGC 7727

Para astronom menemukan duo lubang hitam di galaksi spiral NGC 7727 dalam pengamatan dengan Very Large Telescope di Chile. Lengan spiral galaksi NGC 7727 yang berada di rasi Aquarius tampak tidak beraturan akibat peristiwa merger dengan galaksi spiral lainnya sekitar satu miliar tahun lalu. 

Itu artinya, di jantung a.k.a pusat galaksi ada lubang hitam maharaksasa yang berdiam. Lubang hitam ini bisa jadi merupakan dua lubang hitam yang bergabung.

Akan tetapi, hasil pengamatan memperlihatkan ada dua inti galaksi. Inti pertama tepat berada di pusat galaksi dan lebih terang dari inti kedua yang terpisah 1600 tahun cahaya. 

Dari pengamatan, kedua inti terang tersebut dihuni oleh sepasang lubang hitam yang sedang dalam proses bergabung. Dari jaraknya yang dekat diperkirakan duo monster ini akan merger dalam 250 juta tahun lagi. 

Lubang hitam yang tepat berada di pusat galaksi jauh lebih besar dan lebih masif dengan massa 154 juta massa Matahari. Sementara itu, lubang hitam yang lebih kecil massanya hanya 6,3 juta massa Matahari. Sebagai perbandingan, massa lubang hitam di pusat Bima Sakti hanya 4 juta massa Matahari. 

Tampaknya NGC 7727 melahap galaksi yang lebih kecil, dan lubang hitamnya yang massanya juga jauh lebih kecil sedang menuju kehancurannya dan bergabung dengan lubang hitam yang lebih masif. Saat duo lubang hitam ini jaraknya sangat dekat, maka interaksi keduanya akan menghasilkan gelombang gravitasi. Tak hanya itu, semakin dekat berarti akan ada kehilangan energi yang menyebabkan keduanya bergerak spiral sampai akhirnya terjadi tabrakan yang melepaskan gelombang gravitasi yang lebih besar. Hasil merger keduanya akan membentuk gelombang supermasif yang jauh lebih masif.

Tapi itu masih jauh di masa depan. 

Hasil Tabrakan Galaksi

Dari pengamatan ini, para astronom bisa memperoleh massa total dari kedua inti galaksi termasuk bintang di dalamnya. Massa total inti yang lebih masif sekitar 50 miliar massa Matahari sedangkan inti yang lebih kecil massanya sekitar 200 juta massa Matahari. Dari hasil ini bisa diperoleh juga perbandingan massa lubang hitam dan massa bintang. 

Untuk inti yang lebih masif, perbandingannya 0,3% sedangkan inti yang lebih kecil perbandingannya 3%. Jadi massa lubang hitam pada galaksi kecil jauh lebih besar dari massa bintang.

Ketika galaksi bertabrakan dan bergabung, bintang-bintang pada galaksi kecil akan dilucuti dan ditarik untuk bergabung dengan galaksi yang besar. Akibatnya, inti galaksi kehilangan bintang dan perbandingan massanya juga jadi lebih besar dengan bintang yang sudah berkurang. 

Pasangan lubang hitam hasil merger galaksi maupun lubang hitam ganda tentu masih banyak di alam semesta. Akan tetapi, untuk mendeteksinya jadi tantangan tersendiri. Jejak yang bisa diamati hanyalah pengaruh gravitasi dari kedua lubang pada materi di sekelilingnya atau gelombang gravitasi yang dihasilkan saat tabrakan. Dan tentu saja di masa depan diharapkan akan lebih banyak pasangan lubang hitam seperti ini yang ditemukan.

Ditulis oleh

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.

Tulis komentar dan diskusi...