Perdana, Ilmuwan Temukan Lubang Hitam Monster di Pusat Galaksi

REPUBLIKA.CO.ID, VALPARAISO – Para ilmuwan yang menggunakan pengamatan dari Observatorium Neil Gehrels Swift milik NASA telah menemukan sinyal dari sepasang monster yang mengganggu awan gas di pusat galaksi. Ini adalah penemuan perdana atas fenomena tersebut.

“Ini adalah peristiwa yang sangat aneh, yang disebut AT 2021hdr, yang terus berulang setiap beberapa bulan,” kata Lorena Hernández-García, ahli astrofisika di Millennium Institute of Astrophysics, Millennium Nucleus on Transversal Research and Technology to Explore Supermassive Black Holes, dan Universitas Valparaíso di Chili. 

"Kami mengira awan gas menelan lubang hitam. Saat mereka mengorbit satu sama lain, lubang hitam berinteraksi dengan awan, mengganggu dan mengonsumsi gasnya. Hal ini menghasilkan pola osilasi cahaya dari sistem." Dilansir Science Daily, makalah tentang AT 2021hdr, dipimpin oleh Hernández-García, diterbitkan pada 13 November di jurnal Astronomy and Astrophysics. 

Lubang hitam ganda tersebut berada di pusat bernama 2MASX J21240027+3409114, terletak 1 miliar tahun cahaya di konstelasi utara Cygnus. Jarak keduanya sekitar 26 miliar kilometer, cukup dekat sehingga cahaya hanya membutuhkan waktu satu hari untuk berpindah antar keduanya. 

Jika digabungkan, keduanya memiliki massa 40 juta kali massa Matahari. Para ilmuwan memperkirakan lubang hitam menyelesaikan orbitnya setiap 130 hari dan akan bertabrakan dan bergabung dalam waktu sekitar 70.000 tahun.

AT 2021hdr pertama kali terlihat pada Maret 2021 oleh ZTF (Zwicky Transient Facility) yang dipimpin Caltech di Observatorium Palomar di California. Ini ditandai sebagai sumber yang berpotensi menarik oleh ALeRCE (Pembelajaran Otomatis untuk Klasifikasi Peristiwa Cepat). Tim multidisiplin ini menggabungkan alat kecerdasan buatan dengan keahlian manusia untuk melaporkan peristiwa di langit malam kepada komunitas astronomi menggunakan segudang data yang dikumpulkan oleh program survei seperti ZTF.

“Meskipun suar ini awalnya dianggap sebagai supernova, ledakan pada tahun 2022 membuat kami memikirkan penjelasan lain,” kata rekan penulis Alejandra Muñoz-Arancibia, anggota tim ALeRCE dan ahli astrofisika di Millennium Institute of Astrophysics dan Center for Mathematical Modeling. di Universitas Chili. “Setiap peristiwa berikutnya telah membantu kami menyempurnakan model kami tentang apa yang terjadi dalam sistem.” Sejak suar pertama, ZTF telah mendeteksi semburan dari AT 2021hdr setiap 60 hingga 90 hari.

Hernández-García dan timnya telah mengamati sumber tersebut dengan Swift sejak November 2022. Swift membantu mereka menentukan bahwa biner menghasilkan osilasi dalam sinar ultraviolet dan sinar-X pada skala waktu yang sama dengan ZTF yang melihatnya dalam rentang tampak.

Para peneliti melakukan eliminasi model berbeda tipe Goldilocks untuk menjelaskan apa yang mereka lihat dalam data. Awalnya, mereka mengira sinyal tersebut mungkin merupakan produk sampingan dari aktivitas normal di pusat galaksi. Kemudian mereka mempertimbangkan apakah peristiwa gangguan pasang surut – kehancuran sebuah bintang yang berkeliaran terlalu dekat dengan salah satu lubang hitam – bisa menjadi penyebabnya.

Akhirnya, mereka memutuskan kemungkinan lain, yaitu gangguan pasang surut pada awan gas, yang lebih besar dari biner itu sendiri. Ketika awan bertemu dengan lubang hitam, gravitasi merobeknya, membentuk filamen di sekitar lubang hitam, dan gesekan mulai memanaskannya. Gas tersebut menjadi sangat padat dan panas di dekat lubang hitam. Saat orbit biner, interaksi gaya yang kompleks mengeluarkan sebagian gas dari sistem pada setiap rotasi. Interaksi ini menghasilkan pengamatan cahaya Swift dan ZTF yang berfluktuasi.

Hernández-García dan timnya berencana untuk melanjutkan observasi AT 2021hdr untuk lebih memahami sistem dan meningkatkan model mereka. Mereka juga tertarik untuk mempelajari galaksi asalnya, yang saat ini sedang bergabung dengan galaksi lain di dekatnya -- sebuah peristiwa yang pertama kali dilaporkan dalam makalah mereka.

“Saat Swift mendekati hari jadinya yang ke-20, sungguh luar biasa melihat semua ilmu pengetahuan baru yang masih dapat dicapai oleh masyarakat,” kata S. Bradley Cenko, peneliti utama Swift di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. “Masih banyak yang perlu diajarkan kepada kita tentang yang selalu berubah.”