Gaia BH1, Lubang Hitam Terdekat dari Bumi Berjarak 1.560 Tahun Cahaya
Lubang hitam Gaia BH1 yang berjarak 1.560 tahun cahaya menjadi lubang hitam terdekat dari Bumi. Di Galaksi Bimasakti, diperkirakan ada 100 juta lubang hitam bintang. Namun, memastikan adanya lubang hitam itu tidak mudah.
Oleh
MUCHAMAD ZAID WAHYUDI
·5 menit baca
INTERNATIONAL GEMINI OBSERVATORY/NOIRLAB/NSF/AURA/J DA SILVA/SPACEENGINE
Ilustrasi artis tentang pasangan bintang ganda yang terdiri atas lubang hitam Gaia BH1 (kanan) dan bintang seukuran Matahari berwarna putih kekuningan. Gaia BH1 menjadi lubang hitam terdekat dari Bumi dengan jarak hanya 1.560 tahun cahaya.
Lubang hitam yang merupakan akhir hidup sebuah bintang bernama Gaia BH1 ditemukan astronom di arah Rasi Ophiuchus pada jarak hanya 1.560 tahun cahaya dari Bumi. Lubang hitam bermassa sekitar 10 kali massa Matahari itu merupakan bagian dari bintang ganda dengan pasangannya berupa bintang seukuran dan setipe dengan Matahari.
Temuan lubang hitam itu terkonfirmasi oleh studi lain sehingga Gaia BH1 ditetapkan sebagai lubang hitam terdekat dari Bumi. Sebagai gambaran, jarak bintang terdekat di luar Tata Surya, yaitu Bintang Proxima Centauri, adalah 4,2 tahun cahaya dan jarak Matahari ke pusat Galaksi Bimasakti mencapai 27.000 tahun cahaya.
Menurut Kareem El-Badry dari Pusat Astrofisika (CfA) Harvard-Smithsonian di Massachusetts, Amerika Serikat, dan Institut Astronomi Max Planck (MPIA) di Jerman, pemimpin studi penemuan Gaia BH1, seperti dikutip Science News, 4 November 2022, lubang hitam terdekat berikutnya berjarak 3.200 tahun cahaya dari Bumi di arah Rasi Monoceros.
Jarak antara lubang hitam Gaia BH1 dan pasangannya itu juga mirip dengan jarak Matahari dan Bumi. Bintang seukuran Matahari dengan tipe G yang merupakan pendamping lubang hitam itu mengitari titik massa sistem bintang ganda tersebut, termasuk mengitari sang lubang hitam, selama 186 hari.
”Meskipun ada banyak klaim penemuan lubang hitam dalam sistem bintang ganda seperti Gaia BH1, hampir semua temuan itu kemudian tidak bisa dikonfirmasi atau terbantahkan. Penemuan ini merupakan deteksi pertama yang terkonfirmasi dengan bintang pasangan mirip Matahari yang mengelilingi lubang hitam bermassa bintang, Gaia BH1, di Galaksi Bimasakti,” tuturnya seperti dikutip dari Space, 4 November 2022. Hasil studi El-Badry dan tim itu dipublikasikan di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Jumat (4/11/2022).
Temuan ini makin memberi keyakinan kepada astronom bahwa galaksi kita, Bimasakti, dihuni oleh banyak lubang hitam bintang. Diperkirakan ada sekitar 100 juta lubang hitam bintang di Bimasakti dengan ukuran antara 5 kali dan 100 kali massa Matahari.
Gaia BH1 termasuk jenis lubang hitam bintang, yaitu jenis lubang hitam yang berasal dari bintang-bintang masif yang runtuh dan mengakhiri hidungnya menjadi lubang hitam. Massa lubang hitam ini umumnya hingga beberapa puluh kali massa Matahari. Sebagian lubang hitam itu ditemukan dalam sistem bintang ganda.
Jenis lain lubang hitam adalah lubang hitam supermasif yang massanya mencapai jutaan hingga miliaran kali massa Matahari. Lubang hitam tipe ini umumnya ada di pusat galaksi, termasuk yang ada di inti Galaksi Bimasakti yang memiliki massa 4,3 juta massa Matahari. Asal-usul lubang hitam supermasif ini masih menjadi tanda tanya, tetapi diduga dari penggabungan lubang hitam-lubang hitam kecil dan masif sebelumnya.
Ilustrasi angin bintang dari bintang seukuran Matahari yang menjadi pasangan lubang hitam Gaia BH1 membentuk piringan materi yang mengelilingi lubang hitam. Kini, Gaia BH1 menjadi lubang hitam terdekat dari Bumi yang berjarak hanya 1.560 tahun cahaya.
Penemuan
Meski relatif dekat jaraknya dari Bumi, mendeteksi lubang hitam bukan perkara mudah. Selain massanya relatif kecil, lubang hitam juga tidak memancarkan cahaya. Selama ini, keberadaan lubang hitam bintang umumnya dideteksi dalam sistem bintang ganda pemancar sinar-X.
Dalam sistem bintang ganda pemancar sinar-X itu, materi bintang pasangan ditarik oleh lubang hitam. Debu dan gas yang tertarik itu akan membentuk cakram atau piringan akresi di sekeliling lubang hitam sebelum materi tersebut akhirnya jatuh ke lubang hitam. Debu dan gas itu akan berputar sangat cepat hingga memancarkan sinar X yang bisa dideteksi oleh teleskop tertentu.
Namun, tidak semua lubang hitam bintang yang berada dalam sistem bintang ganda akan menarik materi bintang pasangannya. Untuk menemukan lubang hitam seperti ini, dibutuhkan teknik berbeda. Salah satunya adalah dengan mengumpulkan data tentang posisi, kecepatan, dan lintasan bintang yang tampak, seperti pada bintang pendamping Gaia BH1.
Data tentang posisi, kecepatan, dan lintasan bintang pasangan lubang hitam yang diperoleh wahana antariksa Gaia milik Badan Antariksa Eropa (ESA) menunjukkan bintang tersebut memiliki pola gerak yang tidak teratur. Ketidakteraturan gerak tersebut, meski kecil, menunjukkan ada sebuah obyek masif tak terlihat yang menarik materi bintang pendamping tersebut.
Dari situ, muncul dugaan bahwa obyek yang menarik bintang pendamping Gaia BH1 adalah lubang hitam. Namun, untuk memastikannya, membutuhkan data lebih banyak. Karena itu, peneliti menggunakan sejumlah teleskop landas Bumi untuk mencari informasi lebih dalam, baik dengan teleskop Gemini Utara dan Keck 1 di Hawaii, AS, maupun teleskop Magellan Clay dan MPG/ESO di Chile.
Temuan ini makin memberi keyakinan pada astronom bahwa galaksi kita, Bimasakti, dihuni oleh banyak lubang hitam bintang.
Dari pengamatan lanjutan itu, tim berhasil memperoleh data lebih rinci tentang sistem bintang ganda tersebut. Di sinilah diketahui massa lubang hitam yang selanjutnya diberi nama Gaia BH1 itu mencapai 10 kali massa Matahari. Adapun bintang pasangan lubang hitam tersebut mengitari titik pusat massa sistem bintang ganda, termasuk memutari lubang hitamnya, setiap 186 hari sekali.
”Hasil pengamatan lanjutan itu mengonfirmasi temuan kami sebelumnya bahwa pola gerak aneh bintang tersebut terjadi dalam sistem bintang ganda dengan sebuah bintang seukuran Matahari dan pasangannya adalah lubang hitam yang tidak aktif,” tutur El-Badry menambahkan.
Jika pasangan bintang seukuran Matahari dalam sistem bintang ganda itu bukan lubang hitam atau bintang biasa, dia akan jauh lebih terang dibandingkan dengan bintang pendampingnya. Namun, tidak ada satu penelitian pun yang menyebut bahwa pasangan bintang sekelas Matahari itu adalah bintang juga.
Meski demikian, masih banyak teka-teki yang belum terjawab, di antaranya adalah bagaimana pasangan bintang dan lubang hitam itu bisa ada di posisinya sekarang yang relatif dekat dengan Bumi. Massa lubang hitam Gaia BH1 yang saat ini sekitar 10 massa Matahari menunjukkan, semasa hidupnya, bintang itu setidaknya memiliki massa sekitar 20 massa Matahari.
Dengan massa sebesar itu, bintang induk dari lubang hitam tersebut termasuk bintang raksasa. Tipe bintang ini umumnya hidup lebih singkat, hanya beberapa juta tahun saja. Saat bahan bakar bintang habis, bintang akan meledak dan melontarkan sebagian materinya ke antariksa. Sebagian materi bintang yang lain akan runtuh karena tidak mampu menahan tarikan gravitasinya hingga akhirnya membentuk lubang hitam.
Proses ledakan bintang dan lontaran materi bintang itu, dalam sistem bintang ganda yang lahir secara bersamaan, besar kemungkinan akan menghancurkan bintang pendampingnya sebelum bintang pasangannya itu berevolusi lebih lanjut menjadi bintang seperti Matahari saat ini. Namun, jika bintang pendamping itu selamat dari ledakan, seharusnya dia berada pada posisi yang lebih jauh dibandingkan dengan posisinya sekarang.
Karena itu, sistem bintang ganda lubang hitam Gaia BH1 ini belum bisa diakomodasi dengan model evolusi bintang standar yang ada sekarang. ”Kondisi ini menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana sistem bintang ganda ini terbentuk serta ada berapa banyak lubang hitam aktif di semesta,” ujarnya.
