Bisnis.com, JAKARTA = Sekitar tujuh miliar tahun yang lalu, dua lubang hitam besar bertabrakan dan membentuk lubang hitam baru yang sangat besar. Ini adalah tabrakan lubang hitam terbesar yang pernah terdeteksi di luar angkasa.
Riak dari tabrakan itu mencapai dua detektor Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) di Amerika Serikat dan di Italia pada Mei 2019, setelah melakukan perjalanan melalui ruang angkasa selama 2,5 miliar tahun lebih lama dari matahari yang ada.
Riak-riak itu mengungkapkan tanda-tanda penggabungan setidaknya dua lubang hitam, satu lubang hitam dengan 85 kali massa matahari dan satu lagi 66 kali massa matahari. Ketika bertabrakan, mereka membentuk lubang hitam 142 kali massa matahari.
| Baca Juga 5 Terpopuler Teknologi, Ilmuwan Temukan Lubang Hitam yang 'Suka Menyamar' dan NASA Targetkan Kirim M |
|---|
Materi senilai sembilan matahari yang hilang diubah menjadi energi dalam tabrakan, mengguncang alam semesta cukup keras untuk dideteksi dan ditafsirkan oleh LIGO dan Virgo. Begitulah cara para ilmuwan mengetahui mengetahui adanya tabrakan dan lubang hitam yang kini eksis.
"[Sinyal] ini tidak terlihat seperti kicauan, yang biasanya kami deteksi. Ini lebih seperti sesuatu yang berbunyi ‘bang’,” kata Nelson Christensen, anggota kolaborasi Virgo dalam sebuah pernyataan seperti dikutip Live Science, Kamis (3/9).
"bang” itu mengguncang wilayah ruang angkasa hanya sekitar sepersepuluh detik setelah melakukan perjalanan untuk jangka waktu yang lebih lama daripada gelombang gravitasi yang pernah terdeteksi sebelumnya.
Akan tetapi dengan menganalisis bentuk gelombang, para peneliti menyadari jenis lubang hitam yang terlibat dan seberapa besar mereka sebenarnya. Seperti yang juga dilaporkan Live Science sebelumnya, hingga kini lubang hitam terbagi dalam 2 kategori, yakni bermassa bintang dan supermasif.
Lubang hitam bermassa bintang, yang terbentuk dari bintang-bintang yang runtuh, ukurannya tidak lebih dari beberapa lusin kali massa Matahari. Ini adalah lubang hitam yang sebelumnya dideteksi LIGO dan Virgo saat proses tabrakan dan penggabungan.
Di ujung lain spektrum adalah lubang hitam supermasif, dengan massa jutaan atau milyaran kali lipat dari massa matahari dan gravitasi untuk menumbuhkan seluruh galaksi di sekitar mereka. Bima Sakti memiliki satu lubang hitam supermasif, seperti halnya kebanyakan galaksi lain yang sebanding.
Tetapi para ilmuwan tidak yakin dari mana asalnya atau bagaimana mereka terbentuk, lantaran mereka tidak pernah mendeteksi penggabungan lubang hitam yang begitu mengerikan.
Di antara supermasif dan lubang hitam bermassa bintang ada "celah massa" yang lebar, yaitu rentang massa di mana tidak ada lubang hitam yang pernah terdeteksi. Salah satu idenya adalah bahwa ada yang tumbuh dari penggabungan lubang hitam bermassa bintang.
Tetapi jika itu masalahnya, maka mereka harus melewati rentang massa ini. Lubang hitam bermassa bintang akan bergabung membentuk lubang hitam dengan celah massa, yang akan bergabung dan bergabung hingga menjadi supermasif. Namun hingga saat ini, para ilmuwan belum pernah melihat hal itu terjadi.
"Salah satu misteri besar dalam astrofisika adalah 'Bagaimana lubang hitam supermasif terbentuk?'" Kata rekan penulis studi Christopher Berry, fisikawan Universitas Northwestern, dalam sebuah pernyataan.
Dia melanjutkan bahwa lubang hitam supermasif adalah jutaan gajah bermassa matahari di dalam ruangan. Apakah mereka tumbuh dari lubang hitam bermassa bintang, yang lahir saat bintang runtuh, atau mereka lahir dengan cara yang belum ditemukan?
“Sudah lama kita mencari hitam bermassa menengah untuk menjembatani celah antara lubang hitam bermassa bintang dan supermasif. Sekarang, kami memiliki bukti bahwa lubang hitam bermassa menengah memang ada,” imbuhnya.
Penemuan ini sebenarnya mengungkapkan bahwa lubang hitam bisa ada di dua celah massa yang terpisah. Setidaknya, para ilmuwan menemukan 85 lubang hitam bermassa matahari cocok dengan celah kekosongan tersebut.
Para peneliti percaya bintang yang lebih ringan tidak runtuh ke dalam lubang hitam karena tekanan luar dari foton dan gas di intinya membuat mereka mengembang hingga volume besar.
Akan tetapi pada massa yang sangat besar, energi dalam inti bintang mengubah foton menjadi pasangan elektron dan anti elektron, yang bersama-sama menghasilkan tekanan yang lebih kecil daripada foton.
Artinya, saat bintang benar-benar runtuh, prosesnya sangat cepat dan energik sehingga sebagian besar massanya terlempar ke luar angkasa. Jadi sebuah bintang bermassa 130 matahari bisa runtuh dan membentuk 66 lubang hitam bermassa matahari.
Celah ketidakstabilan ini berkisar dari 66 massa matahari hingga 120 massa matahari - kisaran di mana kalkulasi teoritis menunjukkan bahwa tidak ada lubang hitam yang dapat langsung terbentuk dari bintang yang runtuh.
85 lubang hitam bermassa matahari yang terdeteksi pada tahun 2019 berada tepat di kisaran itu. Penjelasan yang paling mungkin adalah bahwa ini adalah lubang hitam "generasi kedua", yang terbentuk dari dua nenek moyang yang lebih kecil.
Lubang hitam bermassa 142 matahari jatuh ke dalam celah massa yang berbeda dan lebih besar. Lubang hitam yang lebih masif dari 120 matahari secara teoritis dapat terbentuk dari bintang yang runtuh sangat besar.
Tapi tidak ada lubang hitam dalam kisaran itu yang pernah terdeteksi, dan sampai sekarang para peneliti tidak yakin apakah lubang hitam dengan massa itu bisa ada. Namun, lubang hitam baru bermassa 142 matahari ini berada tepat di kisaran itu - antara massa bintang dan supermasif, yang membuktikan bahwa lubang hitam dengan massa itu bisa ada.
Selain itu, ada kemungkinan bahwa sinyal yang ditemukan tidak mengungkapkan lubang hitam yang sangat besar seperti yang diasumsikan. Vicky Kalogera, peneliti Northwestern mengatakan bahwa ada kemungkinan ini adalah sesuatu yang baru.
Astronomi gelombang gravitasi masih sangat baru sehingga tidak mungkin untuk memastikannya. Saat LIGO, Virgo, dan detektor masa depan mengumpulkan lebih banyak data dari peristiwa baru gambar tersebut akan menjadi lebih jelas dan mungkin lebih mudah terjelaskan.
