Lubang Hitam di Galaksi NGC 300

 

Galaksi spiral NGC 300, lokasi lubang hitam yang baru ditemukan. Kredit : ESO

Di alam semesta lubang hitam merupakan obyek yang umum ditemui. Bahkan diperkirakan ada lubang hitam di pusat galaksi Bima Sakti. Kali ini, para peneliti dari University of Sheffield berhasil menemukan sebuah lubang hitam yang berasal dari akhir kehidupan bintang. 

Lubang hitam yang baru dideteksi ini memiliki massa sekitar 15 kali massa Matahari dan berada pada jarak yang sangat jauh. Lebih jauh dari lubang hitam terjauh yang telah diketahui. Tak hanya itu, lubang hitam ini ditemukan memiliki pasangan sebuah bintang yang tak lama lagi akan mengakhiri hidupnya sebagai lubang hitam juga.

Akhir Kehidupan Bintang Sebagai Lubang Hitam

Lubang hitam yang berasal dari akhir kehidupan bintang ini biasanya sangat rapat, dan terdiri dari puing-puing keruntuhan bintang yang sangat masif. Massa lubang hitam yang terbentuk bisa mencapai kisaran 20 massa Matahari. Lubang hitam tersebut berbeda dengan lubang hitam yang sering ditemukan di pusat galaksi, yang memiliki massa jutaan sampai milyaran kali massa Matahari.

Di Bima Sakti, massa terbesar dari lubang hitam yang berasal dari akhir kehidupan bintang hanya 10 massa Matahari. Dan lubang hitam yang ada di luar Galaksi Bima Sakti ada yang ditemukan memiliki massa lebih dari 15 massa Matahari. Dengan demikian lubang hitam yang baru saja dideteksi oleh Very Large Telescope milik ESO merupakan lubang hitam dengan massa terbesar kedua yang diketahui. Khususnya untuk lubang hitam yang berasal dari akhir masa kehidupan bintang.

Lubang hitam baru tersebut ditemukan berada di galaksi spiral NGC 300, pada jarak 6 juta tahun cahaya dari Bumi. Yang menarik, ia merupakan lubang hitam yang berasal dari akhir kehidupan bintang yang berhasil dideteksi di luar lingkungan galaktik kita yakni Local Group.

Lubang hitam baru ini juga ternyata berasal dari bintang berpasangan atau bintang ganda. Pasangannya berupa bintang Wolf-Rayet, yang massanya juga sekitar 20 massa Matahari. Bintang Wolf Rayet tersebut juga mendekati masa akhir hidupnya dan melontarkan lapisan terluarnya sehingga membentuk selubung yang melingkupi bintang sebelum akhirnya meledak sebagai supernova, sedangkan bagian inti bintang Wolf Rayet tersebut akan menyalami penyusutan dan keruntuhan membentuk lubang hitam.

Lubang Hitam dan Bintang Pasangannya

Pada tahun 2007, instrumen sinar-X milik NASA yang dipasang pada Observatorium Swift melakukan pencarian pada area disekeliling sumber sinar-X yang sangat terang di NGC 300 yang ditemukan sebelumnya oleh XMM-Newton X-ray observatory milik ESA. Hasilnya, terekam garis emisi yang sangat intens yang terjadi secara berkala. Ini merupakan petunjuk kalau di area tersebut terdapat lubang hitam yang tengah mengintip.

Data yang didapat akhirnya bisa dikonfirmasi setelah dilakukan observasi dengan menggunakan instrumen FORS2 yang dipasang di Very Large Telescope milik ESO. Data baru itu menunjukan keberadaan sebuah lubang hitam bersama bintang Wolf Rayet sebagai bintang pasangan. Tak hanya itu, keduanya tampak sedang berdansa mengelilingi satu sama lainnya layaknya dansa waltz dengan periode 32 jam. Dalam observasi tersebut, tampak juga lubang hitam sedang menarik materi dari bintang Wolf Rayet saat keduanya saling mengorbit.

Kondisi keduanya yang demikian justru memberikan sebuah gambaran baru keintiman bintang berpasangan. Sayangnya bagaimana proses terbentuknya sistem bintang ganda yang dmeikian kuat ikatannya masih menjadi misteri.

Dari hasil pengamatan sistem tersebut, para astronom mendapatkan hubungan antara massa lubang hitam dan senyawa kimia di galaksi. Yang tampak adalah, lubang hitam yang sangat masif cenderung ditemukan pada galaksi kecil yang mengandung sedikit elemen berat. Sementara pada galaksi besar yang kaya dengan elemen berat seperti halnya Bima Sakti, hanya mampu membentuk lubang hitam bermassa kecil. Diyakini, tingginya konsentrasi elemen kimia berat mempengaruhi evolusi bintang masif. Dalam hal ini meningkatkan jumlah materi dilepaskan sehingga menghasilkan lubang hitam kecil saat puing-puingnya mengalami keruntuhan.

Dalam waktu kurang dari satu juta tahun, bintang Wolf Rayet akan meledak sebagai supernova dan intinya akan menjadi lubang hitam. Dan jika sistem ini selamat dari ledakan kedua, maka kedua lubang hitam itu akan bergabung dan memancarkan sejumlah besar energi dalam bentuk gelombang gravitasi. Tapi penggabungan keduanya menjadi satu lubang hitam masih akan membutuhkan waktu sekitar beberapa milyar tahun lagi.

Penelitian ini menunjukkan keberadaan sistem seperti ini memang ada. Bahkan sistem yang kedua lubang hitamnya sudah bergabung pun bisa dideteksi melalui jejak gelombang gravitasinya seperti LIGO atau Virgo.

Sumber : ESO