Lubang Hitam di Pusat Galaksi Bimasakti Hancurkan Sistem Bintang Ganda di Sekitarnya
Lubang hitam di pusat galaksi Bimasakti dikelilingi bintang-bintang tunggal, muda, dan masif. Sejatinya, bintang-bintang itu bintang ganda. Namun, dahsyatnya gravitasi lubang hitam membuat mereka jadi bintang tunggal.
Oleh
MUCHAMAD ZAID WAHYUDI
·4 menit baca
ESO/EHT COLLABORATION/JOSE FRANSISCO SALGADO
Teleskop Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) dengan latar belakang pusat galaksi Bimasakti. Di pusat galaksi itu terdapat lubang hitam supermasif Sagittarius A* yang citranya baru diumumkan pada Kamis (12/5/2022).
Bintang-bintang ganda yang berada di sekeliling lubang hitam di pusat galaksi Bimasakti, Sagittarius A*, secara misterius kehilangan bintang-bintang pasangannya. Diduga, sebagian bintang yang hilang itu tertendang ke luar galaksi dan sebagian yang lain hancur sistem bintang gandanya dan kemudian membentuk bintang tunggal.
Sejumlah astronom di Observatorium Keck, Hawaii, Amerika Serikat, yang dipimpin Devin Chu dari Universitas California Los Angeles, AS, berhasil melacak 28 bintang yang mengelilingi lubang hitam Sagittarius A* selama 10 tahun.
Dari bintang-bintang itu, 16 bintang yang disebut ”bintang S” berusia sangat muda dan supermasif. Nama ”bintang S” disematkan untuk mempermudah penyebutannya karena bintang-bintang itu mengelilingi lubang hitam Sagittarius A. Usia bintang-bintang itu kurang dari 6 juta tahun, bandingkan dengan Matahari yang telah berumur 4,6 miliar tahun. Sementara massa bintang tersebut bisa mencapai puluhan kali dari massa Matahari.
Hipotesis ini membantu menjelaskan mengapa ditemukan bintang-bintang berumur muda di sekitar lubang hitam yang sejatinya menjadi lingkungan yang sulit untuk membentuk bintang baru.
”Bintang-bintang semuda itu seharusnya tidak berada di dekat lubang hitam sejak awal,” kata Chu seperti dikutip Space , 18 Mei 2023. Lingkungan sekitar lubang hitam adalah wilayah yang ekstrem dan tidak mendukung untuk terbentuknya bintang sehingga jika memang bintang-bintang itu terbentuk di dekat lubang hitam, itu tentu mengejutkan. Selain itu, bintang-bintang muda dan masif itu juga tidak mungkin bermigrasi ke wilayah di dekat lubang hitam hanya dalam waktu 6 juta tahun.
UNIVERSITY OF COLOGNE/UNIVERSETODAY.COM
Gambaran artistik tentang bintang muda dan masif (bulatan terang tengah atas) yang mengelilingi lubang hitam di pusat galaksi Bimasakti Sagittarius A* (bulatan hitam kanan tengah).
Karena itu, dugaannya, ”bintang S” adalah bintang kembar, tetapi tidak terlihat dari Bumi. Untuk itu, tim pun melakukan pemeriksaan spektrum atau spektroskopi bintang ganda. Harapannya, mereka bisa mengamati spektrum gabungan dari dua bintang serta melihat pergeseran Doppler dari cahaya bintang saat bintang tersebut mengitari bintang kembarannya.
Dari proses spektroskopi itu tidak ditemukan satu pun dari 16 ”bintang S” itu yang merupakan bintang ganda. Artinya, semuanya adalah bintang tunggal, mirip Matahari kita. Temuan ini membingungkan karena sebagian besar bintang yang ada di semesta adalah sistem multibintang, baik bintang ganda yang terdiri atas dua bintang maupun sistem bintang triplet yang tersusun dari tiga bintang.
Untuk bintang-bintang di sekitar Matahari, diperkirakan 70 persen bintang yang ditemukan adalah bintang ganda. Artinya, dari 10 bintang yang ada, tujuh bintang di antaranya adalah bintang ganda. Adapun untuk bintang-bintang masif, bagian dari bintang gandanya diyakini jauh lebih tinggi. Bahkan, hampir semua bintang masif itu terbentuk dalam sistem bintang ganda atau bintang triplet.
K TERAMURA/UNIVERSITY OF HAWAII, MANOA
Gambaran artis tentang pembentukan sistem bintang kuartet yang terdiri atas empat buah bintang. Sebagian besar bintang di alam semesta diyakini terlahir sebagai multibintang, baik bintang ganda, triplet, atau kuartet.
Namun, dari pengamatan Chu dan rekan itu, situasi berbeda juga ditemukan pada bintang-bintang di sekitar lubang hitam. Mereka memperkirakan persentase bintang ganda di sekitar Sagittarius A* maksimal hanya 47 persen, jauh lebih rendah daripada bintang-bintang di sekitar Matahari.
”Perbedaan ini menunjukkan lingkungan di sekitar pusat galaksi sangatlah menarik dan itu bukanlah lingkungan yang normal,” kata Chu.
Sagittarius A* adalah lubang hitam di pusat galaksi Bimasakti yang memiliki massa 4,1 juta kali massa Matahari. Semua bintang di sekitar lubang hitam itu bergerak mengorbit lubang hitam pada jarak 1 bulan cahaya atau sekitar 777 miliar kilometer dari lubang hitam.
Jika bintang-bintang masif umumnya terbentuk sebagai sistem multibintang, baik ganda maupun triplet, lantas apa yang terjadi pada bintang-bintang masif di sekitar lubang hitam?
NASA/GODDARD SPACE FLIGHT CENTER
Planet TOI 1338 (hitam kecil ditengah) mengelilingi sistem bintang ganda yang terdiri atas sebuah bintang seukuran Matahari (kanan) dan bintang katai coklat (kiri). Sekitar 70 persen dari bintang-bintang di sekitar Matahari terbentuk sebagai multibintang, baik bintang ganda maupun bintang triplet.
Dugaan pertama, gravitasi dahsyat dari lubang hitam mampu menghancurkan ikatan sistem bintang ganda. Akibatnya, salah satu anggota bintang ganda itu terlempar keluar galaksi. Hipotesis ini didukung oleh banyaknya populasi bintang hypervelocity atau yang memiliki kecepatan sangat tinggi. Dari pengamatan banyak astronom, bintang hypervelocity itu mampu melesat keluar dari galaksi dengan kecepatan sekitar 1,6 juta km per jam atau 450 km per detik.
Kemungkinan kedua adalah gravitasi lubang hitam yang besar mampu mengganggu keutuhan dan kekokohan sistem multibintang. Akibatnya, anggota sistem multibintang itu saling bertabrakan hingga bergabung membentuk bintang baru. Bintang baru yang terbentuk itu tidak hanya tunggal, tetapi juga akan berumur lebih muda. Hipotesis ini membantu menjelaskan mengapa ditemukan bintang-bintang berumur muda di sekitar lubang hitam yang sejatinya menjadi lingkungan yang sulit untuk membentuk bintang baru.
”Lubang hitam mampu mendorong bintang-bintang ganda terdekat untuk saling bertabrakan, menjadi satu, dan hancur. Tabrakan ini menciptakan terjadinya gelombang gravitasi hingga mendorong bintang-bintang dengan kecepatan tinggi terlontar dari pusat galaksi,” tambah Chu.
Kedahsyatan lubang hitam ternyata tidak hanya mampu menelan debu, bintang, atau materi apa pun yang berada pada jarak tertentu di dekatnya. Lubang hitam juga mampu mengoyakkan ikatan sistem multibintang di sekitarnya hingga membuat salah satu bintang terlempar keluar galaksi, bertabrakan, dan membentuk bintang yang lebih muda dan memicu terjadinya gelombang gravitasi yang bisa menendang bintang ganda lainnya.
