Teleskop Luar Angkasa Hubble mendeteksi lubang hitam yang sulit dipahami di gugus bintang: NPR

Para astronom menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble untuk menemukan bukti jenis lubang hitam yang sulit dideteksi, yang berukuran sekitar 8.000 kali lebih besar dari matahari kita.

Yang membuat lubang hitam ini istimewa adalah ukurannya laporan Tentang penemuan di majalah alam.

Ia jauh lebih masif daripada lubang hitam biasa, jenis yang terbentuk ketika bintang mati runtuh ke dalam dirinya sendiri. Namun ukurannya juga tidak sebesar lubang hitam supermasif yang mengintai di pusat galaksi, yang dapat menampung ratusan ribu hingga jutaan matahari.

Para ilmuwan telah lama mencari lubang hitam berukuran sedang seperti yang baru ini, karena menemukannya dapat menjelaskan berbagai cara lubang hitam terbentuk dan mengapa beberapa lubang hitam dapat tumbuh menjadi monster raksasa.

Namun meskipun telah dilakukan upaya besar selama bertahun-tahun, para ilmuwan belum berhasil menemukan contoh kuat lubang hitam dalam kisaran ukuran menengah, yang mencakup lubang hitam mana pun yang berukuran antara 100 dan 100.000 kali massa Matahari.

“Jadi orang-orang bertanya-tanya, apakah mereka sulit ditemukan karena memang tidak ada, atau karena sulit dikenali?” Seperti yang dia katakan Maximilian Haberl Institut Astronomi Max Planck, Heidelberg, Jerman.

Dia dan beberapa rekannya baru-baru ini memutuskan untuk mencari bintang di gugus bintang besar dan terang yang dikenal sebagai Omega Centauri. Awan bulat yang dipenuhi jutaan bintang ini terletak sekitar 17.000 tahun cahaya.

Lubang hitam tidak bisa diamati secara langsung karena gravitasinya menarik segala sesuatu, termasuk cahaya. Namun para peneliti dapat melihat apakah gravitasi lubang hitam mempengaruhi objek di dekatnya, termasuk bintang.

Para peneliti mengetahui bahwa bintang-bintang di cluster tertentu ini terus dipantau oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble, yang mengambil gambar wilayah tengah cluster setiap tahun.

“Ini sebenarnya untuk alasan teknis, untuk mengkalibrasi instrumen,” kata Haberle.

Karena teleskop telah melakukan pengamatan berkualitas tinggi selama lebih dari dua dekade, Haberle dan rekan-rekannya mampu mengukur secara tepat pergerakan 1,4 juta bintang di gugus tersebut.

“Daftar bintang-bintang yang pergerakannya telah kami ukur jauh lebih besar daripada upaya sebelumnya,” katanya, seraya menambahkan bahwa bintang-bintang “semuanya bergerak ke arah acak seperti segerombolan serangga.”

Pada akhirnya, para peneliti mampu mengidentifikasi tujuh bintang di pusatnya yang bergerak lebih cepat dibandingkan bintang lainnya. Bintang-bintang ini sebenarnya bergerak sangat cepat sehingga seharusnya mereka keluar dari gugus bintang dan menghilang selamanya.

Fakta bahwa ia tetap terjebak dan terkonsentrasi di pusat “berarti pasti ada sesuatu yang menariknya secara gravitasi sehingga ia tidak dapat melarikan diri,” kata Haberle. Satu-satunya objek yang berukuran sebesar itu adalah lubang hitam bermassa menengah dengan massa sebesar at setidaknya 8.000 massa matahari”.

Dia mengatakan kecil kemungkinan lubang hitam itu berukuran lebih dari 50.000 kali massa Matahari, karena jika demikian, para ilmuwan memperkirakan akan ada lebih banyak bintang yang terpengaruh oleh gravitasinya.

Dia menunjukkan bahwa ada presedennya Mengeklaim Kandidat lubang hitam berukuran sedang kemungkinan besar ditemukan di cluster ini sejak tahun 2008, tetapi hal ini masih diperdebatkan.

Kali ini, katanya, “Saya pikir bukti kami sangat kuat” karena tambahan data bertahun-tahun.

Selain itu, observasi masa depan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb sudah direncanakan, dan teleskop canggih ini akan mampu mencari tanda-tanda gas memanas saat jatuh ke dalam lubang hitam.

“Ini benar-benar menarik, bukan? Ini adalah lubang hitam kedua di mana Anda bisa melihat masing-masing bintang mengorbit lubang hitam,” katanya. Jenny Hijauseorang astrofisikawan di Universitas Princeton.

Dia menunjukkan bahwa satu-satunya pengamatan serupa adalah karya pemenang Hadiah Nobel yang melihat bintang-bintang terbang mengelilingi lubang hitam di pusat Bima Sakti, sebuah lubang besar yang berukuran sekitar empat juta kali massa Matahari kita.

“Jadi menurut saya ini sangat penting. Ini adalah lubang hitam dengan massa yang jauh lebih rendah,” katanya.

Tidak ada yang tahu bagaimana lubang hitam sebesar ini tercipta.

Salah satu kemungkinannya adalah lubang hitam kecil bisa bergabung membentuk lubang hitam yang lebih besar. Buktinya berasal dari sebuah pernyataan Dari gelombang gravitasi yang dihasilkan dari tumbukan dua lubang hitam, terjadi peristiwa yang menyebabkan munculnya lubang hitam yang kira-kira 150 kali lebih besar dari Matahari.

Ada cara lain yang memungkinkan untuk menumbuhkan lubang hitam berukuran sedang, baru-baru ini Usul Para astronom percaya bahwa banyak bintang mungkin bertabrakan dalam gugus padat seperti Omega Centauri dan membentuk satu bintang yang sangat masif. Belakangan, bintang besar ini runtuh menjadi lubang hitam berukuran sedang.

Memahami keberadaan lubang hitam berukuran sedang dan bagaimana lubang hitam tersebut tumbuh dapat membantu para ilmuwan memahami peran lubang hitam tersebut dalam evolusi lubang hitam yang lebih besar yang terletak di jantung galaksi.

Green mengatakan lubang hitam yang baru ditemukan “akan memberi kita informasi penting tentang bagaimana lubang hitam besar ini terbentuk dan tumbuh.”

Lubang hitam supermasif tersebut tampaknya muncul tiba-tiba tak lama setelah alam semesta terbentuk, beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang.

Hal ini berdasarkan pengamatan baru yang dilakukan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb, yang membuat para astronom bertanya-tanya bagaimana lubang hitam bisa menjadi begitu besar dengan begitu cepat.

Green mengatakan bahwa sebelum pengamatan ini, dia percaya bahwa galaksi tumbuh terlebih dahulu dan kemudian lubang hitam terbentuk di pusatnya. “Sekarang masih kurang pasti,” tambahnya. “Sekarang ada beberapa bukti menarik bahwa lubang hitam berasal sebelum galaksi mereka.”

Green mengatakan bahwa lubang hitam berukuran sedang yang ada saat ini mungkin merupakan sisa-sisa pembentukan lubang hitam awal, dan mungkin memberikan petunjuk tentang bagaimana hal itu terjadi.

“Pada akhirnya, untuk mendapatkan gambaran yang lengkap, kita memerlukan lebih dari satu gambar, tapi ini benar-benar membuka pintunya,” katanya.