Pertemuan Antar Galaksi Membuat Lubang Hitam Supermasif “Dilucuti”

Ilustrasi lubang hitam supermasif yang "dilucuti".
Kredit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

Para astronom menggunakan visi radio super tajam dari Array Baseline Very Long Foundation (VLBA) National Science Foundation telah menemukan sisa-sisa koyakan galaksi yang telah melewati galaksi lain yang lebih masif. Peristiwa ini berakhir tragis bagi sebuah lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang kurang masif, karena diusir paksa dari tempat tinggalnya yang nyaman dengan kecepatan lebih dari 2.000 mil per detik. Kekuasaan lubang hitam supermasif seolah dilucuti. Ia yang biasanya bertahta di pusat galaksi dan dikelilingi oleh bintang-bintang, kini harus hidup menggelandang bersama sisa-sisa loyalis.

Galaksi-galaksi tersebut merupakan anggota gugus galaksi yang terletak sekitar 2 miliar tahun cahaya dari Bumi. Interaksi antar galaksi yang terjadi jutaan tahun yang lalu, telah melucuti galaksi yang lebih kecil. Hampir seluruh gas dan bintang dikanibal oleh galaksi yang lebih masif. Yang tersisa hanya lubang hitam supermasif beserta sebagian kecil sisa galaksi seukuran 3.000 tahun cahaya. Sebagai perbandingan, Galaksi Bima Sakti kita kira-kira ukurannya 100.000 tahun cahaya.

Penemuan dihasilkan melalui program untuk mendeteksi lubang hitam supermasif, yang jutaan atau miliaran kali lebih masif daripada Matahari dan tidak bersemayam di pusat galaksi. Lubang hitam supermasif biasanya sering ditemukan di pusat galaksi-galaksi besar. Untuk menjadi galaksi berukuran besar, galaksi besar biasanya melahap galaksi yang lebih kecil, sementara masing-masing lubang hitam di bagian pusat saling mengorbit, sebelum bergabung menjadi satu.

"Kami mencari sepasang lubang hitam supermasif yang mengorbit satu sama lain, yang saling mengimbangi dari pusat galaksi, sebagai bukti awal peristiwa penyatuan antar galaksi," kata James Condon, dari Observatorium Astronomi Radio Nasional. "Tapi, kami justru menemukan lubang hitam yang diusir oleh galaksi yang lebih besar dan meninggalkan jejak puing-puing di belakangnya," tambahnya.

"Kami belum pernah melihat hal seperti ini," kata Condon.

Para astronom memulai pencarian mereka menggunakan VLBA untuk membuat gambar resolusi sangat tinggi dari lebih 1.200 galaksi, yang sebelumnya diidentifikasi dengan survei langit skala besar oleh teleskop inframerah dan radio. Pengamatan VLBA menunjukkan hampir seluruh lubang hitam supermasif berada di pusat galaksi.

Namun, satu lubang hitam supermasif di gugus galaksi ZWCl 8193 tidak mengikuti aturan kosmik yang berlaku. Ia justru ditemukan hampir telanjang, layaknya seseorang yang pakaiannya dilucuti dan bergerak menjauhi pusat galaksi besar. Hal ini diketahui dari jejak gas terionisasi yang ia tinggalkan di sepanjang perjalanan. Lubang hitam ini diberi kode B3 1715+425, disingkat B3. Di sekelilingnya juga ditemukan galaksi yang jauh lebih kecil dan lebih redup.

Para ilmuwan menyimpulkan B3 adalah sisa galaksi yang telah berinteraksi dengan galaksi yang lebih besar, sehingga mengakibatkan sebagian besar bintang dan kandungan gasnya dilucuti. Dengan kata lain B3 adalah sebuah lubang hitam supermasif yang "hampir telanjang".

Lubang hitam supermasif B3 dan sisa-sisa galaksi yang setia menemaninya, pada suatu hari kelak tidak akan lagi terdeteksi. Pergerakannya yang relatif cepat akan membuatnya kehilangan massa yang lebih besar lagi, dan bintang-bintang baru juga tidak akan dapat terbentuk di sana. Dalam beberapa miliar tahun lagi, yang tersisa hanya lubang hitam B3 tanpa ada yang menemaninya. Saat hal itu terjadi, lubang hitam B3 akan menghilang dari pandangan dan tidak lagi terdeteksi, karena para astronom tidak akan menemukan lubang hitam jika tidak ada interaksi dengan material di sekelilingnya. Sidik jari objek-objek masif di alam semesta berasal dari cahaya yang kita terima di Bumi. Tanpa ada cahaya dalam panjang gelombang apapun yang bisa lolos dari gaya gravitasi lubang hitam, tidak maka ada satu pun informasi yang bisa kita terima.

Para ilmuwan akan terus mencari. Mereka mengamati lebih banyak objek, dalam sebuah proyek jangka panjang dengan VLBA. Karena proyek mereka tidak dibatasi oleh waktu, Condon menjelaskan, mereka menggunakan "waktu pengisian" saat teleskop tidak digunakan untuk pengamatan lain.

"Data yang kami dapatkan dari VLBA berkualitas sangat tinggi. Kami mendapatkan posisi lubang hitam supermasif dengan presisi yang sangat akurat. Faktor pembatas kami adalah ketepatan posisi galaksi yang terlihat pada panjang gelombang lain yang kami gunakan sebagai perbandingan," kata Condon. Dengan teleskop optik baru yang akan mulai online beberapa tahun lagi, seperti Large Synoptic Survey Telescope (LSST), katanya, mereka berharap dapat memperbaiki gambar untuk dibandingkan dengan gambar VLBA. Tim juga berharap teleskop generasi baru memperbolehkan mereka untuk menemukan lebih banyak objek seperti B3.

"Termasuk beberapa lubang hitam supermasif biner (ganda) yang awalnya kami cari," katanya.

Condon bekerja dengan Jeremy Darling dari Universitas Colorado, Yuri Kovalev dari Astro Space Center di Institut Fisika Lebedev di Moskow, dan Leonid Petrov dari Pusat Astrogeo di Falls Church, Virginia. Para ilmuwan melaporkan temuan mereka di jurnal Astrophysical.

VLBA kini menjadi bagian dari Long Baseline Observatory. Menggunakan jajaran sepuluh antena berdiameter 25 meter yang ditempatkan dari Hawaii ke St. Croix di Karibia, Long Baseline Observatory dioperasikan dari NRAO's Domenici Science Operations Center di Socorro, NM. Jajaran antena bekerja sama sebagai satu teleskop dengan resolusi paling tajam di bidang astronomi. Keampuhan unik ini telah memberikan kontribusi penting di berbagai bidang sains, mulai dari tektonik bumi, penelitian iklim, navigasi antariksa, hingga kosmologi.

Long Baseline Observatory adalah fasilitas National Science Foundation, yang dioperasikan berdasarkan kesepakatan kerjasama oleh Associated Universities, Inc.

Ditulis oleh: Staf public.nrao.edu

Sumber: Close Galactic Encounter Leaves “Nearly Naked” Supermassive Black Hole

#terimakasihgoogle