Semburan Saat Lubang Hitam Melahap Bintang

Para astronom menemukan sumber cahaya tampak dari lubang hitam supermasif di galaksi jauh yang baru saja melahap bintang!

Ini adalah lubang hitam termasif terjauh yang ditemukan saat melahap bintang. Dan menariknya lagi, para astronom berhasil melihat lubang hitam supermasif tersebut karena melontarkan sisa makanannya dalam semburan kecepatan tinggi yang mengarah ke pengamat. Menariknya, cahaya yang datang itu bisa diamati dalam panjang gelombang visual atau tampak.

Pada umumnya, keberadaan lubang hitam bisa dideteksi pada panjang gelombang sinar-x maupun radio. Tentu saja yang dideteksi bukan lubang hitam tapi materi yang berinteraksi di sekitar lubang hitam dan semburan radiasi yang dilontarkannya. 

Pemangsa di Alam Semesta

Lubang hitam. Objek yang satu ini memang unik. Bendanya tidak bisa kita lihat begitu saja karena tidak memancarkan cahaya. Sederhananya, lubang hitam memiliki gravitasi yang sangat besar sehingga cahaya pun terperangkap di dalamnya. Yup. Kecepatan lepas dari lubang hitam itu lebih besar dari kecepatan cahaya. 

Gravitasi yang besar ini tentu berimbas pada materi atau benda yang ada di dekat lubang hitam. Objek yang berada di dekat lubang hitam akan jadi santapan pemangsa masif tersebut. Objek-objek ini bukan hanya ditarik ke lubang hitam tapi juga dicabik-cabik oleh gravitasi yang sangat kuat. Kita mengenalnya sebagai tidal disruption event (TDE) atau peristiwa gangguan gravitasi. Gangguan gravitasi yang sangat kuat itu menyebabkan jet atau semburan plasma dan radiasi terlontar dari kutub-kutub rotasi lubang hitam. Setidaknya sekitar 1% dari peristiwa gangguan gravitasi menghasilkan jet, 

Idenya mirip dengan tabung pasta gigi yang dicengkeram pada bagian tengah dengan kuat sehingga isinya terlontar keluar dari dua sisi. Konsep ini diperkenalkan pada tahun 1971 oleh John Wheeler, pionir dalam hal lubang hitam. 

Tidak banyak peristiwa jet yang sudah berhasil diamati. Akibatnya, semburan atau jet dari lubang hitam masih menyimpan misteri. Terutama terkait proses yang memicu terjadinya jet maupun mengapa hanya sedikit dari peristiwa gangguan gravitasi yang menghasilkan jet. 

Pengamatan Transien

Untuk menyingkap misteri ini, para astronom kemudian berburu jejak jet dalam survei langit dengan Zwicky Transient Facility (ZTF).  Jejak yang dicari adalah peristiwa transien yang berasal dari benda langit yang tidak tetap cahayanya, muncul dengan tiba-tiba dan berangsur-angsur menghilang kembali. Tentu saja di dalamnya termasuk peristiwa transien yang ekstrim. Hasil survei ini kemudian diamati dengan lebih detail dengan teleskop seperti VLT ESO di Chile. 

Untuk mengetahui peristiwa transien, para astronom membangun elemen pemrosesan data yang sekaligus berfungsi untuk menyimpan informasi penting dari survei ZTF. Tujuannya, jika ada peristiwa serupa maka akan ada peringatan yang diberikan. 

Februari 2022, ZTF mendeteksi sumber cahaya tampak yang dinamai AT2022cmc.  

Peristiwa transien ini mirip dengan semburan sinar gamma, ledakan cahaya yang sangat kuat di Alam Semesta. Fenomena langka! Ini bukan peristiwa yang setiap saat bisa diamati. 

Tak pelak, para astronom mengarahkan beberapa teleskop di berbagai belahan dunia untuk mengamati sumber cahaya misterius tersebut.  

Peristiwa Gangguan Gravitasi Terjauh

Sumber cahaya AT2022cmc datang dari Alam Semesta jauh.

Pengamatan AT2022cmc dengan instrumen X-shooter pada VLT menghasilkan informasi kapan sumber cahayanya ini memulai perjalanannya. Sumber cahaya ini memulai perjalanannya saat usia alam semesta baru sepertiga usia sekarang atau sekitar 4,6 miliar tahun. Itu artinya, cahaya tersebut sudah menempuh perjalanan selama 9,2 miliar tahun untuk sampai pada pengamat di Bumi! 

Dua puluh satu teleskop digunakan untuk mengamati cahaya dari berbagai panjang gelombang, mulai dari sinar gamma energi tinggi sampai gelombang radio. Hasilnya kemudian dibandingkan dengan berbagai peristiwa transien mulai dari supernova sampai kilonova. 

Satu-satunya peristiwa yang cocok adalah semburan akibat gangguan gravitasi yang terjadi pada lubang hitam. Rupanya, cahaya tampak itu berasal dari jet atau semburan sisa bintang yang dilcabik-cabik dan dilahap oleh lubang hitam supermasif pada galaksi jauh.

Yang menarik, arah jet berhadapan dengan pengamat. Akibatnya, peristiwa transien yang tampak bagi pengamat jadi lebih terang dan bisa diamati dalam rentang panjang gelombang yang lebar. 

Hasil pengukuran jarak oleh VLT menunjukkan kalau AT2022cmc merupakan peristiwa gangguan gravitasi atau TDE terjauh yang pernah ditemukan. Tapi ini bukan satu-satunya rekor. 

AT2022cmc merupakan TDE pertama yang diamati dalam survei optik atau dalam cahaya tampak. Pada umumnya, semburan jet yang teramati dari TDE diamati pada panjang gelombang sinar gamma energi tinggi maupun sinar-X.