Penggabungan Lubang Hitam Terbesar Sepanjang Masa Akan Terjadi, Segera

Sebuah wilayah di galaksi Andromeda, sebagaimana dicitrakan oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA, beserta objek J0045+41 yang memancarkan sinar-X aneh, dan identitasnya kini telah diungkap sebagai sepasang lubang hitam supermasif yang sangat jauh.
NASA/CXC/Universitas Washington/ESA

Teori Relativitas Umum Einstein telah bertahan dalam menghadapi setiap ujian selama lebih dari satu abad.

Relativitas Umum mengambarkan kelengkungan ruang dan waktu, yang menentukan bagaimana materi dan energi mengorbit. Riak-riak di jalinan ruang dan waktu dapat dihasilkan oleh bintang neutron, katai putih atau lubang hitam.
NASA

Dari pembengkokan cahaya bintang hingga ke peluruhan orbital, prediksi Einstein tentang sifat ruang dan waktu tidak pernah gagal.

Ketika dua bintang neutron saling mengorbit, teori relativitas umum Einstein memprediksi peluruhan orbital dan emisi radiasi gravitasi. Pada tahap akhir penyatuan, yang sebelumnya tidak pernah diamati dalam gelombang gravitasi, amplitudo melonjak begitu tinggi sehingga LIGO dapat mendeteksi mereka.
NASA (L), Institut Radio Astronomi Max Planck/Michael Kramer

Sejak tahun 2015, tahap akhir lintasan orbit spiral dari penyatuan antar lubang hitam dan bintang neutron telah diamati secara langsung.

Dengan begitu banyaknya fenomena penyatuan lubang hitam, termasuk fenomena tabrakan antar bintang neutron, astronomi gelombang gravitasi telah berkembang menjadi ilmu pengetahuan tulen yang dapat dipercaya selama dua tahun terakhir.
LIGO-Virgo/Frank Elavsky/Universitas Northwestern

Namun, “cawan suci” penyatuan antar lubang hitam akan menjadi sistem orbit yang dapat kita amati secara konsisten selama proses peluruhan, yang berpuncak pada penyatuan.

Sementara banyak lubang hitam, bahkan pasangan-pasangan lubang hitam yang telah terdeteksi, kita harus menunggu jutaan tahun agar mereka bergabung.
NASA/Pusat Penerbangan Antariksa Goddard/S. Immler dan H. Krimm

Demikian pula dengan bintang neutron, sistem bintang neutron biner yang telah kita temukan, tidak akan bertabrakan selama sekitar 80 juta tahun ke depan.

Ilustrasi penggabungan dua bintang neutron. Pasangan bintang neutron dalam sistem biner rapat, tidak akan bergabung hingga hampir 100 juta tahun berlalu.
NSF/LIGO/Universitas Negeri Sonoma /A. Simonnet

Di Andromeda, galaksi raksasa terdekat dengan Bima Sakti, sejumlah sistem yang tidak biasa telah ditemukan.

Bintang dari segala umur, jenis, dan konfigurasi orbital, termasuk sistem biner dalam orbit yang sangat rapat, telah ditemukan melalui observasi Hubble terhadap Andromeda, galaksi terbesar di Grup Lokal.
Full Hubble Field: NASA/ESA/J. Dalcanton, et al. & R. Gendler; Wide Optical Field: Robert Gendler

Salah satunya adalah sistem J0045+41, yang semula dianggap sebagai dua bintang yang saling mengorbit dalam waktu hanya 80 hari.

Cygni 61 adalah bintang pertama yang diukur berdasarkan paralaks gerak, tapi juga merupakan kasus yang sulit karena pergerakan orbitnya yang lebar. Kedua gambar ini, terlihat bertumpuk dalam warna merah dan biru dan hanya dipisahkan dalam jarak satu tahun cahaya, menunjukkan kecepatan pergerakan sistem bintang biner yang fantastis ini. Para astronom awalnya mengira J0045 + 41 adalah sistem bintang biner lainnya, namun observasi sinar-X justru menghasilkan kesimpulan yang lebih aneh lagi.
Lorenzo2 dari forum di http://forum.astrofili.org/viewtopic.php?f=4&t=27548

Ketika observasi tindak lanjut dilakukan menggunakan panjang gelombang sinar-X, mereka mengungkap sebuah kejutan: J0045+41 ternyata bukanlah bintang sama sekali.

Data sinar-X mengesampingkan kemungkinan bahwa J0045+41 adalah sistem bintang biner, sementara observasi tindak lanjut menggunakan data optik mengungkap bahwa mereka sebenarnya adalah dua lubang hitam. Apabila dikombinasikan, mereka mungkin adalah lubang hitam supermasif yang terletak sangat jauh.
X-ray: NASA/CXC/Univ. of Washington/T.Dorn-Wallenstein et al.; Optical: NASA/ESA/J. Dalcanton, et al. & R. Gendler

Tim astronom yang dipimpin oleh Trevor Dorn dan Wallenstein, justru mengungkap sistem J0045+41 yang terdiri dari sepasang lubang hitam supermasif yang terletak sangat jauh, sekitar 2,6 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Sinyal lubang hitam biner terbesar yang pernah ditemukan: OJ 287. Sistem lubang hitam biner dalam orbit yang sangat ketat ini menyelesaikan satu kali orbit setiap 11-12 tahun, Sedangkan sisem lubang hitam biner J0045+41 yang baru saja ditemukan, mengorbit sekitar 50 kali lebih cepat.
S. Zola & NASA/JPL

Efek relativistik yang kuat akan meluruhkan orbit dan diprediksi akan menyatu dalam waktu 1.000 tahun lagi.

Ilustrasi konfigurasi tiga pesawat antariksa LISA, yang membentuk formasi dengan dua lengan laser aktif. Mengingat massa dan parameter orbital sistem apapun, kita bisa memprediksi kapan proses penyatuan akan terjadi. Pasangan lubang hitam supermasif J0045+41, berdasarkan data saat ini, dapat bergabung 350 tahun dari sekarang, dan sebuah observatorium gelombang gravitasi berbasis antariksa telah siap untuk mengamatinya.
AEI/MM/exozet

Sebuah detektor gelombang gravitasi berbasis antariksa yang beroperasi dalam jangka waktu lama akan mampu melihat orbit, pergerakan spiral, dan fenomena penyatuan antar objek kosmik supermasif tersebut.

Mostly Mute Monday menceritakan kisah astronomi menggunakan gambar, objek, atau fenomena dalam gambar, visual, dan tidak lebih dari 200 kata.

Ditulis oleh: Ethan Siegel, kontributor www.forbes.com

Sumber: The Largest Black Hole Merger Of All-Time Is Coming, And Soon

Artikel terkait: Photobomb Sepasang Lubang Hitam Raksasa di Galaksi Andromeda

#terimakasihgoogle