Apa Itu Lubang Hitam?

Ilustrasi lubang hitam Cygnus X-1 yang menarik material dari bintang biru di dekatnya.
Kredit: NASA/CXC/M Weiss

Lubang hitam adalah sebuah wilayah di ruang angkasa yang memiliki gaya gravitasi sangat kuat, bahkan cahaya tidak bisa meloloskan diri darinya. Gravitasi yang sangat kuat ini dihasilkan oleh seluruh materi pembentuk lubang hitam yang terkompres ke dalam ruang berukuran mungil. Proses kompresi massa terjadi di fase akhir kehidupan sebuah bintang masif. Beberapa lubang hitam terbentuk dari bintang-bintang yang sekarat.

Karena tidak ada cahaya yang bisa meloloskan diri darinya, lubang hitam tak terlihat. Namun, jajaran teleskop antariksa dengan instrumen khusus dapat membantu para astronom untuk menemukan lubang hitam. Mereka tidak secara langsung mengamati lubang hitam, melainkan melalui observasi perilaku material dan bintang-bintang yang berada sangat dekat dengan lubang hitam.

Ilustrasi pemandangan galaksi Bima Sakti. Bukti ilmiah menunjukkan di pusat Bima Sakti bersemayam sebuah lubang hitam supermasif.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Seberapa Besar Lubang Hitam?

Ukuran lubang hitam bervariasi, namun ada tiga jenis utama lubang hitam. Jenis lubang hitam sangat ditentukan oleh massa dan ukurannya.

Lubang hitam terkecil dikenal sebagai lubang hitam "purba". Para astronom meyakini jenis lubang hitam ini sekecil atom tunggal, namun memiliki massa yang setara dengan sebuah gunung besar.

Jenis lubang hitam yang paling umum adalah yang berukuran menengah, disebut lubang hitam "stellar". Massa lubang hitam stellar dapat melampaui 20 kali lipat massa Matahari dan terkompres di dalam sebuah bola dengan diameter hanya sekitar 10 mil. Puluhan lubang hitam stellar diprediksi ada di dalam galaksi Bima Sakti.

Lubang hitam terbesar disebut “supermasif”. Massa lubang hitam raksasa melampaui 1 juta kali lipat massa Matahari dan terkompres di dalam sebuah bola dengan diameter seukuran tata surya kita. Bukti ilmiah menunjukkan bahwa setiap galaksi raksasa mengandung lubang hitam supermasif di bagian pusat. Lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti disebut Sagitarius A*, memiliki massa yang setara dengan sekitar 4 juta kali lipat massa Matahari dan terkompres di dalam sebuah bola dengan diameter hanya seukuran Matahari.

Bagaimana Lubang Hitam Terbentuk?

Lubang hitam purba diperkirakan terbentuk di alam semesta awal, tidak lama setelah Big Bang.

Lubang hitam stellar terbentuk saat inti bintang yang sangat masif runtuh, memicu ledakan supernova dan menghempaskan lapisan-lapisan terluar bintang ke ruang angkasa.

Para ilmuwan menganggap lubang hitam supermasif terbentuk bersamaan dengan pembentukan galaksi induknya. Ukuran lubang hitam supermasif terkait dengan ukuran dan massa galaksi induk.

Citra Sagitarius A* di pusat galaksi Bima Sakti ini diambil oleh Observatorium Sinar-X Chandra.
Kredit: NASA/CXC/MIT/F.K. Baganoff et al.

Bagaimana Para Ilmuwan Menemukan Lubang Hitam?

Lubang hitam tidak bisa dilihat secara langsung karena gravitasinya yang sangat kuat menarik semua cahaya ke pusat lubang hitam. Namun, para ilmuwan dapat melihat efek gravitasi yang kuat terhadap bintang-bintang dan molekul gas yang ada di sekitarnya. Jika sebuah bintang mengorbit titik tertentu di ruang angkasa, ilmuwan dapat mempelajari pergerakan bintang untuk mengetahui apakah ia mengorbit sebuah lubang hitam.

Ketika lubang hitam diorbit oleh lubang hitam dari jarak dekat, maka mereka menghasilkan cahaya berenergi tinggi yang dapat dideteksi oleh instrumen sains.

Gravitasi lubang hitam terkadang cukup kuat untuk menarik molekul gas terluar dari sebuah bintang sehingga membentuk cakram di sekeliling lubang hitam yang disebut piringan akresi. Karena ditarik oleh lubang hitam dari piringan akreksi, molekul gas memanas hingga mencapai suhu yang sangat tinggi dan melepaskan sinar-X ke segala arah. Jajaran teleskop NASA kemudian mengukur cahaya sinar-X dan para astronom menggunakan informasi ini untuk mempelajari sifat-sifat lubang hitam.

Mungkinkah Lubang Hitam Menghancurkan Bumi?

Lubang hitam tidak berkeliaran di alam semesta begitu saja untuk secara acak menelan planet. Mereka juga mengikuti hukum gravitasi seperti benda-benda langit lainnya. Untuk dapat memberikan pengaruh kepada Bumi, orbit lubang hitam harus sangat dekat dengan tata surya, yang tidak mungkin terjadi.

Jika sebuah lubang hitam setara massa Matahari menggantikan Matahari sebagai pusat tata surya, Bumi tetap tidak akan terpengaruh. Karena gravitasi lubang hitam setara massa Matahari akan tetap sama dengan gravitasi Matahari. Jadi planet-planet di tata surya akan mengorbit lubang hitam imaginer tersebut sebagaimana mengorbit Matahari saat ini.

Akankah Matahari Menjadi Lubang Hitam?

Matahari tidak memiliki cukup massa untuk menjadi lubang hitam. Dalam milyaran tahun yang akan datang, Matahari akan menjadi bintang raksasa merah. Setelah menghabiskan bahan bakar terakhirnya, lapisan terluar akan terkelupas dan menjadi nebula planeter, sedangkan Matahari berevolusi menjadi bintang katai putih yang dingin.

Sagitarius A* adalah lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti.
Kredit: NASA/UMass/D.Wang et al., IR: NASA/STScI

Bagaimana NASA Mempelajari Lubang Hitam?

NASA mempelajari lubang hitam menggunakan instrumen seperti Observatorium Sinar-X Chandra, Satelit Swift dan Teleskop Antariksa Fermi. Diluncurkan pada tahun 2008, Fermi diarahkan untuk mengamati sinar gamma (bentuk cahaya paling energik di alam semesta) untuk mencari lubang hitam supermasif dan fenomena astronomi lainnya. Instrumen antariksa semacam ini membantu para ilmuwan untuk menjawab pertanyaan tentang asal usul, evolusi dan takdir pamungkas alam semesta.

Ditulis oleh: Heather R. Smith, NASA Educational Technology Services, www.nasa.gov, editor: Flint Wild

Sumber: What Is a Black Hole?

#terimakasihgoogle