Lubang Hitam Raksasa Ditendang Keluar dari Galaksi Induknya

Sistem CID-42 yang terletak sekitar empat miliar tahun cahaya dari Bumi.
Kredit: Sinar-X: NASA/CXC/SAO/F.Civano dkk; Optical: NASA/STScI; Optical (wide field): CFHT, NASA/STScI)

Para astronom telah menemukan bukti kuat tentang sebuah lubang hitam masif yang dikeluarkan dari galaksi induk dengan kecepatan beberapa juta mil per jam. Observasi terbaru menggunakan Observatorium Sinar-X Chandra NASA, menunjukkan bagaimana lubang hitam bertabrakan dan bergabung dengan lubang hitam lain, kemudian ditendang keluar karena radiasi gelombang gravitasi.

“Sulit membayangkan lubang hitam supermasif dengan bobot jutaan kali massa Matahari dapat dipindahkan, apalagi diusir dari sebuah galaksi dengan kecepatan tinggi,” ungkap penanggung jawab tim studi Francesca Civano dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian. “Tapi data terbaru memperkuat gagasan bahwa gelombang gravitasi, yaitu riak-riak di jalinan ruang dan waktu yang pertama kali diprediksi oleh Albert Einstein, dapat mendesak (lubang hitam supermasif) dengan kekuatan yang sangat ekstrem.”

Meskipun lubang hitam supermasif terlempar dari galaksi karena lebih banyak gelombang gravitasi yang dipancarkan ke satu arah daripada ke arah lain cenderung langka, namun fenomena ini juga dapat mengindikasikan ada banyak lubang hitam raksasa yang berkeliaran tanpa terdeteksi di kegelapan ruang angkasa antargalaksi.

“Lubang hitam semacam ini tidak terlihat oleh kita,” tambah rekan penulis makalah studi Laura Blecha, sesama ilmuwan Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, “Karena mereka telah menghabiskan semua molekul gas di sekitarnya, sebelum dilempar keluar dari galaksi induk."

Civano bersama tim telah mempelajari sebuah sistem yang diberi kode CID-42, terletak di pusat sebuah galaksi sekitar empat miliar tahun cahaya dari Bumi. Mereka sebelumnya melihat dua sumber cahaya optik padat yang berbeda di CID-42 menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA.

Tambahan data optik kemudian diperoleh dari dua teleskop berbasis darat, yaitu Magellan dan Very Large Telescopes di Chili, menyediakan informasi spektrum (distribusi cahaya optik berenergi) yang memprediksi kedua sumber bergerak terpisah dengan kecepatan setidaknya 3 juta mil per jam.

Observasi Chandra sebelumnya mendeteksi sumber sinar-X terang yang kemungkinan berasal dari material super panas di sekitar satu atau lebih lubang hitam supermasif. Namun, mereka tidak bisa membedakan apakah sinar-X berasal dari salah satu atau kedua sumber optik karena Chandra tidak langsung menunjuk CID-42, sehingga sumber sinar-X kurang tajam daripada biasanya.

“Data sebelumnya menunjukkan bahwa ada sesuatu yang spesial sedang terjadi, tapi kami tidak tahu apakah hanya ada satu atau dua lubang hitam,” jelas rekan penulis makalah studi Martin Elvis, juga dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian. “Kami membutuhkan data sinar-X baru untuk memisahkan sumber.”

Ketika kamera resolusi tinggi Chandra yang sangat tajam diarahkan langsung ke CID-42, data yang dihasilkan menunjukkan sinar-X hanya berasal dari satu sumber. Tim menduga ketika dua galaksi bertabrakan, lubang hitam supermasif di masing-masing pusat galaksi juga bertabrakan. Kedua lubang hitam kemudian menyatu dan membentuk lubang hitam tunggal yang selanjutnya terhempas oleh gelombang gravitasi. Proses penyatuan justru menghasilkan gelombang gravitasi yang melontarkan lubang hitam baru dengan cukup keras untuk akhirnya keluar dari galaksi induk.

Sumber optik lainnya memprediksinya sebagai gugus bintang terang yang tertinggal. Gambar ini konsisten dengan simulasi komputer terbaru tentang penggabungan lubang hitam, yang menunjukkan bagaimana emisi gelombang gravitasi dari proses penyatuan lubang hitam justru dapat menendang lubang hitam itu sendiri.

Ada dua penjelasan alternatif terkait dengan apa yang terjadi di CID-42. Penjelasan pertama melibatkan pertemuan antara tiga lubang hitam supermasif dan melontarkan lubang hitam yang paling ringan. Gagasan lain, CID-42 terdiri dari dua lubang hitam supermasif yang saling mengorbit dan tidak bergerak cepat.

Kedua penjelasan alternatif ini akan masuk akal, setidaknya jika satu lubang hitam disamarkan oleh lubang hitam yang lain, karena dalam observasi hanya terdapat satu sumber sinar-X terang. Dengan demikian data Chandra mendukung gagasan lubang hitam yang terhempas karena gelombang gravitasi.

Makalah studi yang melaporkan penemuan telah dipublikasikan di The Astrophysical Journal edisi 10/06/17.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Brooke Boen

Sumber: Giant Black Hole Kicked Out of Home Galaxy

#terimakasihgoogle