Menu Lubang Hitam Supermasif: 1 Matahari 1 Hari

Para astronom menemukan kuasar paling terang yang ditenagai lubang hitam supermasif yang luput dari perhatian selama lebih dari 4 dekade!

Bukan cuma itu. Kuasar ini juga merupakan objek astronomi paling terang yang pernah diamati, dengan kecerlangan mencapai 500 triliun kecerlangan Matahari! 

Tak pelak, inilah kuasar yang memecahkan rekor kecerlangan di Alam Semesta saat ini.

Sekilas Kuasar

Kuasar. Objek ini kita kenal sebagai pusat galaksi aktif yang sangat terang hingga pengamat di Bumi bisa melihat kuasar tapi galaksi tuan rumahnya justru sering tak tampak. 

Ketika pertama kali ditemukan di tahun 1950an, objek ini tampak seperti terang seperti bintang tapi dalam panjang gelombang radio dan bukan cahaya tampak. Karena itu, objek ini diberi nama quasi stellar radio source (quasar) atau sumber radio mirip bintang.

Kuasar berada sangat jauh dan bergerak sangat cepat sampai 30% kecepatan cahaya. Satu-satunya penjelasan, kuasar berada sangat jauh dengan kecepatan semuanya merupakan laju pengembangan alam semesta itu sendiri. Dengan kecerlangan bisa ribuan kali lebih terang dari seluruh isi Bimasakti, tentu ada yang menjadi sumber tenaganya.

Berada di area pusat galaksi dan bercahaya bahkan lebih terang dari galaksi rumahnya, tak pelak, sumber tenaga kuasar berasa monster raksasa yang ada di pusat galaksi. Lubang hitam supermasif.

Tapi, perlu diingat kalau lubang hitam tidak memancarkan cahaya. Tidak ada cahaya yang bisa lepas dari lubang hitam. 

Kuasar berada di area pusat galaksi yang dihuni oleh lubang hitam supermasif dan dikelilingi materi dalam piringan akresi di sekelilingnya. Jangan bayangkan materi yang tenang di sekeliling lubang hitam. 

Kehidupan materi di dalam piringan akresi ini penuh kekerasan. Pengaruh gravitasi lubang hitam yang sedemikian besar menyebabkan materi di dalam piringan bergerak dengan kecepatan hampir mencapai kecepatan cahaya. Tabrakan antar materi terjadi, dan yang pasti gas dan debu di dalam piringan memanas dan akhirnya bersinar terang.  Ada gas dan debu yang jatuh ke dalam lubang hitam supermasif dan energi yang dilepaskan pun bisa mencapai 60 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan reaksi fusi nuklir di pusat bintang.

Materi yang tidak jatuh ke dalam lubang hitam akan disalurkan ke kutub dan dilepaskan dalam bentuk semburan partikel kecepatan tinggi yang juga sangat terang. Karena itu, kuasar di area pusat galaksi bisa bersinar lebih terang dibanding gabungan cahaya miliaran bintang di galaksi sekelilingnya.

Dengan demikian, semakin terang kuasar maka semakin cepat pula lubang hitam di pusat bertumbuh.

Kuasar Paling Terang 

Kali ini para astronom justru menemukan kuasar pemegang rekor paling terang di Alam Semesta. Kuasar yang diberi nama J0529-4351 itu berada di galaksi jauh yang jaraknya 12 miliar tahun cahaya. Ini menunjukkan kalau kuasar J0529-4351 merupakan kuasar yang berasal dari Alam Semesta muda. Itu artinya, cahaya yang kita terima telah menempuh perjalanan selama 12 miliar tahun dan cahaya tersebut memulai perjalanan ketika Alam Semesta baru berusia kurang dari 2 miliar tahun. 

Kuasar ini sangat terang karena ditenagai oleh lubang hitam supermasif yang massanya antara 17-19 miliar massa Matahari. Yang lebih menarik, lubang hitam supermasif tersebut melahap materi sebanyak 370 massa Matahari dalam setahun atau satu Matahari setiap harinya!

Hal ini memperlihatkan bagaimana lubang hitam supermasif ini bertumbuh dengan cepat. Jika dibandingkan dengan Bimasakti, laju pertumbuhannya saat ini berbeda jauh karena lubang hitam supermasif Sagittarius A* sepertinya sedang diet dan kalau diumpamakan sebagai manusia, Sgr A* hanya makan satu bulir nasi dalam beberapa juta tahun. 

Dengan sedemikian besar materi yang dilahap oleh lubang hitam supermasif di pusat, tak pelak energi yang dipancarkan kuasar J0529-4351 juga sangat besar dan kuasar jadi sangat terang. Saking terangnya, jika kuasar J0529-4351 ada di samping Matahari, maka kuasar tersebut lebih terang 500 triliun kali. 

Tapi, kecerlangan kuasar ini bukan berasal dari satu bintang tunggal melainkan dari kumpulan materi yang ada di piringan akresi di sekeliling lubang hitam supermasif. Dan untuk kuasar J0529-4351, piringan akresinya merentang sejauh tujuh tahun cahaya atau 15 ribu kali jarak Matahari ke Neptunus.

Objek seterang itu seharusnya sudah bisa ditemukan sejak dahulu. Tapi, kuasar pemecah rekor kecerlangan seluruh objek di Alam Semesta ini justru tersembunyi dari pandangan pengamat. 

Tersembunyi dari pandangan

Kalau ditelusuri kembali, kuasar J0529-4351 sebenarnya sudah ditemukan 44 tahun lalu pada tahun 1980 dalam citra ESO Schmidt Southern Sky Survey. Akan tetapi, objek ini belum dikenal sebagai kuasar sampai 4 dekade kemudian. 

Survei besar seperti ESO Schmidt Southern Sky Survey tentu menghasilkan data dalam jumlah besar yang membutuhkan model pemelajaran-mesin untuk melakukan analisis data yang memisahkan kuasar dari objek lainnya di alam semesta. Agar model pemelajaran-mesin bisa mengenali kuasar dan membedakannya dari objek lain, dibutuhkan data yang sudah ada untuk melatih model tersebut. Akibatnya, model pemelajaran-mesin ini punya keterbatasan lain dalam mengenali data kuasar baru yang jauh lebih terang. 

Hasilnya, ketika ada data kuasar yang lebih terang dibanding kuasar yang sudah ada sebelumnya, maka data itu ditolak. Model pemelajaran-mesin justru mengklasifikasi data tersebut sebagai bintang terang yang lokasinya cukup dekat dari Bumi. 

Klasifikasi yang salah ini baru diketahui pada tahun 2023 ketika para astronom melakukan pengamatan dengan teleskop 2,3 meter di Siding Spring Observatory. Hasil pengamatan pada lokasi keberadaan bintang terang tersebut menunjukkan kalau benda itu justru kuasar yang berada di galaksi jauh. Pengamatan lanjut dengan spektograf X-Shooter yang dipasang pada teleskop VLT milik ESO di Gurun Atacama, Chile, memperlihatkan kalau kusar baru tersebut merupakan kuasar paling terang yang pernah diamati.

Dari data pengamatan, para astronom menduga kalau lubang hitam di jantung kuasar J0529-4351 melahap materi mendekati batas Eddington. Batas Eddington merupakan titik kesetimbangan antara tekanan keluar oleh radiasi bintang dan tekanan ke dalam akibat gravitasi. Dalam kasus ini, tekanan radiasi akan mendorong gas dan debu keluar dan memutus penyimpanan kosmik lubang hitam. Untuk memastikannya, perlu ada pengamatan lanjut dengan GRAVITY+ pada Interferometer VLT yang dirancang untuk mengukur massa lubang hitam.