Photobomb Sepasang Lubang Hitam Raksasa di Galaksi Andromeda

Photobomb adalah situasi saat seseorang mengganggu orang yang sedang mengambil foto dengan berpose aneh di belakangnya tanpa disadari oleh si pengambil foto.

Bahkan lubang hitam sekalipun tidak bisa menahan godaan untuk menyisipkan diri ke dalam fotografi. Photobomb kosmik ditemukan sebagai objek latar belakang dalam gambar galaksi Andromeda, yang justru mengungkap eksistensi sepasang lubang hitam supermasif paling rapat yang pernah ditemukan.

Para astronom menghasilkan penemuan luar biasa ini melalui analisis arsip data sinar-X dari Observatorium sinar-X Chandra NASA dan data optik dari dua teleskop berbasis darat, Gemini-North di Hawaii dan Palomar Transient Factory Caltech di California.

Sumber sinar-X dari objek J0045+41.
Kredit: Sinar-X: NASA/CXC/University of Washington/T. Dorn-Wallenstein dkk.; Optik: NASA, ESA, J. Dalcanton dkk dan R. Gendler

Diberi kode LGGS J004527.30+413254,3 atau J0045+41 untuk mempersingkat, mereka terlihat dalam gambar optik dan sinar-X galaksi Andromeda (M31). Sampai saat itu, para ilmuwan menganggap J0045+41 sebagai bagian dari M31, galaksi spiral raksasa tetangga yang terletak sekitar 2,5 juta tahun cahaya dari Bumi. Namun, data terbaru mengungkap J0045+41 terletak pada jarak yang lebih jauh, sekitar 2,6 miliar tahun cahaya dari Bumi.

“Kami sedang mencari bintang dengan tipe khusus di M31, dan menduga telah menemukannya,” ungkap penulis utama makalah studi Trevor Dorn-Wallenstein dari Universitas Washington di Seattle, Washington. “Kami merasa terkejut dan semakin bersemangat, setelah kami menyadari menemukan sesuatu yang sangat asing!”

Yang lebih menarik, J0045+41 mungkin adalah sepasang lubang hitam raksasa yang saling mengorbit. Perkiraan total massa mereka sekitar dua ratus juta kali massa Matahari kita.

Sebelumnya, tim astronom lain telah melihat variasi periodik cahaya optik J0045+41, meyakininya sebagai anggota M31 dan mengklasifikasikannya sebagai sepasang bintang yang saling mengorbit setiap sekitar 80 hari sekali.

Intensitas sumber sinar-X yang diamati Chandra, justru mengarah ke sistem biner yang terdiri dari bintang neutron atau lubang hitam di M31 yang sedang menarik material dari pengiringnya, jenis sistem yang awalnya dicari oleh Dorn-Wallenstein di M31, yaitu sistem yang jauh lebih masif yang setidaknya terdiri dari satu lubang hitam supermasif yang berkembang pesat.

Namun, spektrum dari teleskop Gemini-North yang diambil oleh tim ilmuwan dari Universitas Washington menunjukkan bahwa J0045+41 seharusnya menjadi induk bagi setidaknya satu lubang hitam supermasif yang memungkinkan mereka untuk memperkirakan jarak. Spektrum juga memberikan bukti tentang lubang hitam kedua di dalam sistem, yang bergerak dengan kecepatan yang berbeda dari lubang hitam pertama, seperti yang diperkirakan jika sepasang lubang hitam saling mengorbit.

Tim kemudian menggunakan data optik dari Palomar Transient Factory untuk mencari variasi periodik cahaya J0045+41. Mereka menemukan beberapa periode, termasuk di antaranya variasi periodik sekitar 80 dan 320 hari. Rasio periode ini sesuai dengan prediksi teoritis dinamika dua lubang hitam raksasa yang saling mengorbit.

“Inilah bukti kuat pertama untuk sepasang lubang hitam raksasa yang saling mengorbit,” jelas rekan penulis makalah studi Emily Levesque dari Universitas Washington.

Tim memprediksi kedua lubang hitam saling mengorbit dari jarak hanya beberapa ratus kali jarak Bumi-Matahari, atau kurang dari seperseratus tahun cahaya. Sebagai perbandingan, bintang dari Matahari terletak sekitar empat tahun cahaya.

Sistem semacam itu berpotensi dihasilkan oleh fenomena penggabungan antara dua galaksi yang terjadi miliaran tahun sebelumnya, masing-masing galaksi menampung lubang hitam supermasif. Dari jarak sedekat itu, kedua lubang hitam dipastikan akan menyatu dan menghasilkan gelombang gravitasi.

“Kami tidak dapat menentukan dengan pasti massa mereka,” ujar rekan penulis makalah studi John Ruan, juga dari Universitas Washington. “Bergantung massa mereka, kami menduga pasangan ini akan bertabrakan dan menyatu menjadi lubang hitam yang lebih besar, paling cepat 350 tahun atau paling lama 360.000 tahun yang akan datang.”

Jika memang sistem J0045+41 merupakan dua lubang hitam yang saling mengorbit dari jarak dekat, maka mereka akan memancarkan gelombang gravitasi, meskipun tidak mampu dideteksi oleh LIGO dan Virgo. Kedua fasilitas berbasis darat ini telah mendeteksi penggabungan antara lubang hitam yang memiliki massa setara bintang, dengan massa yang tidak lebih dari sekitar 60 kali massa Matahari, dan belum lama ini juga telah mendeteksi peristiwa penggabungan dua bintang neutron.

“Penggabungan dua lubang hitam supermasif terjadi lebih lambat dibandingkan lubang hitam massa bintang”, ungkap Dorn-Wallenstein. “Gelombang gravitasi yang dihasilkan sistem seperti J0045+41 hanya dapat dideteksi oleh jenis fasilitas gelombang gravitasi yang berbeda, Pulsar Timing Array.”

Sebuah Makalah studi yang menjelaskan hasil penemuan telah dipublikasikan di The Astrophysical Journal edisi 20/11 dan tersedia secara online.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Lee Mohon

Sumber: Giant Black Hole Pair Photobombs Andromeda Galaxy

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa