Bisnis.com, JAKARTA—Astronom telah menemukan satu jenis lubang hitam (black hole) supermasif yang tumbuh menyamar sebagai yang lain, berkat bantuan teleskop termasuk Chandra X-ray Observatory NASA.
Dikutip dari laman Harvard University mengungkapkan identitas sebenarnya dari lubang hitam ini membantu memecahkan misteri yang sudah berjalan lama dalam astrofisika. Lubang hitam yang salah diidentifikasi berasal dari survei yang dikenal sebagai Chandra Deep Field-South (CDF-S), gambar sinar-X terdalam yang pernah diambil.
Lubang hitam supermasif tumbuh dengan menarik material di sekitarnya, yang dipanaskan dan menghasilkan radiasi pada berbagai panjang gelombang termasuk sinar-X. Banyak astronom berpikir pertumbuhan ini mencakup fase, yang terjadi miliaran tahun yang lalu, ketika ‘kepompong debu’ padat dan gas menutupi sebagian besar lubang hitam. Bahan ini adalah sumber bahan bakar yang memungkinkan lubang hitam tumbuh dan menghasilkan radiasi.
Berdasarkan gambar saat ini yang dipegang oleh para astronom, banyak lubang hitam yang terbenam dalam kepompong (disebut lubang hitam "sangat tertutup") harus ada. Namun, jenis lubang hitam yang sedang tumbuh ini sulit ditemukan, dan sampai sekarang jumlah yang diamati telah gagal prediksi - bahkan dalam gambar terdalam seperti CDF-S.
"Dengan identifikasi baru kami, kami telah menemukan banyak lubang hitam yang sangat tersembunyi yang sebelumnya terlewatkan. Kami ingin mengatakan bahwa kami menemukan lubang hitam raksasa ini, tetapi mereka benar-benar ada di sana selama ini," kata Erini Lambrides dari Universitas Johns Hopkins (JHU) di Baltimore, Maryland, seperti dikutip dari laman Harvard University, Rabu (15/7/2020).
Studi terbaru menggabungkan lebih dari 80 hari Chandra mengamati waktu dalam CDF-S dengan sejumlah besar data pada panjang gelombang yang berbeda dari observatorium lain, termasuk Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA dan Teleskop Luar Angkasa Spitzer NASA.
Tim melihat lubang hitam yang terletak 5 miliar tahun cahaya. Pada jarak yang lebih jauh dari Bumi. Pada jarak-jarak ini, para ilmuwan telah menemukan 67 lubang hitam yang sangat gelap dan tumbuh dengan data sinar-X dan inframerah dalam CDF-S. Dalam studi terbaru ini, para penulis mengidentifikasi 28 lainnya.
28 lubang hitam supermasif ini sebelumnya dikategorikan berbeda --baik sebagai lubang hitam yang tumbuh lambat dengan kepadatan rendah atau ‘kepompong’ yang tidak ada, atau sebagai galaksi jauh.
"Ini bisa dianggap sebagai kasus kesalahan lubang hitam. Tetapi lubang hitam ini luar biasa pandai menyembunyikan apa tepatnya mereka," kata rekan penulis Marco Chiaberge dari Space Telescope Science Institute di Baltimore, Maryland.
Lambrides dan rekan-rekannya membandingkan data mereka dengan ekspektasi untuk black hole yang tumbuh secara khas. Menggunakan data dari semua panjang gelombang kecuali untuk sinar-X, mereka memperkirakan jumlah sinar-X yang harus mereka deteksi dari setiap lubang hitam.
Para peneliti menemukan sebuah tingkat sinar-X yang jauh lebih rendah daripada yang mereka harapkan dari 28 sumber, yang menyiratkan bahwa kepompong di sekitar mereka sekitar sepuluh kali lebih padat daripada perkiraan para ilmuwan sebelumnya untuk benda-benda ini.
Dengan mempertimbangkan kepadatan kepompong yang lebih tinggi, tim tersebut menunjukkan bahwa lubang hitam yang salah diidentifikasi menghasilkan lebih banyak sinar-X daripada yang diperkirakan sebelumnya, tetapi ‘kepompong’ yang lebih padat mencegah sebagian besar sinar-X ini untuk melarikan diri dan mencapai teleskop Chandra.
Kelompok sebelumnya tidak menerapkan teknik analisis yang diadopsi oleh Lambrides dan timnya, juga tidak menggunakan set lengkap data yang tersedia untuk CDF-S, sehingga memberi mereka sedikit informasi tentang kepadatan kepompong.
Hasil ini penting untuk model teoritis memperkirakan jumlah lubang hitam di alam semesta dan tingkat pertumbuhan mereka, termasuk yang dengan jumlah yang berbeda mengaburkan (dengan kata lain, seberapa padat kepompong mereka).
Ilmuwan merancang model ini untuk menjelaskan cahaya seragam di Sinar-X di langit yang disebut "latar belakang sinar-X," pertama kali ditemukan pada tahun 1960. Lubang hitam yang tumbuh secara individu diamati dalam gambar seperti akun CDF-S untuk sebagian besar latar belakang sinar-X.
Latar belakang sinar-X yang saat ini tidak diselesaikan menjadi sumber-sumber individual didominasi oleh sinar-X dengan energi di atas ambang batas yang dapat dideteksi Chandra. Lubang hitam yang tersembunyi jelas merupakan penjelasan alami untuk komponen yang tidak terselesaikan ini karena sinar-X energi rendah diserap oleh kepompong lebih dari yang berenergi tinggi, dan karena itu kurang dapat dideteksi. Lubang hitam tambahan yang sangat tersembunyi yang dilaporkan di sini membantu merekonsiliasi perbedaan masa lalu antara model teoretis dan pengamatan.
"Ini seperti latar belakang sinar-X adalah gambar buram yang perlahan-lahan menjadi fokus selama beberapa decade. Pekerjaan kami melibatkan memahami sifat benda yang telah menjadi yang terakhir untuk diselesaikan," kata rekan penulis Roberto Gilli dari National Institute of Astrophysics (INAF) di Bologna, Italia.
Selain membantu menjelaskan latar belakang sinar-X, hasil ini penting untuk memahami evolusi lubang hitam supermasif dan galaksi inangnya. Massa galaksi dan lubang hitam supermasif mereka berkorelasi satu sama lain, artinya semakin besar galaksi semakin besar black hole.
Sebuah makalah yang melaporkan hasil penelitian ini sedang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal dan salinannya tersedia secara online di arxiv.org yang dipublikasikan pada 3 Februari 2020 dan direvisi pada 13 Mei 2020.
