Para
astronom NASA telah menemukan fenomena mengejutkan, yakni kluster lubang hitam bermassa bintang yang terkonsentrasi di jantung gugus globular NGC 6397.
Gugus globular adalah sistem bintang sangat padat yang menampung bintang-bintang yang jaraknya saling berdekatan. Sistem bintang semacam ini biasanya telah berusia sangat tua, termasuk gugus globular NGC 6397 fokus penelitan, yang hampir setua alam semesta itu sendiri. NGC 6397 adalah salah satu gugus globular terdekat dari Bumi, karena hanya terletak sejauh 7.800 tahun cahaya. Dengan nukleus yang begitu padat, NGC 6397 dikenal sebagai sebuah gugus core-collapsed.
Gugus globular adalah sistem bintang sangat padat yang menampung bintang-bintang yang jaraknya saling berdekatan. Sistem bintang semacam ini biasanya telah berusia sangat tua, termasuk gugus globular NGC 6397 fokus penelitan, yang hampir setua alam semesta itu sendiri. NGC 6397 adalah salah satu gugus globular terdekat dari Bumi, karena hanya terletak sejauh 7.800 tahun cahaya. Dengan nukleus yang begitu padat, NGC 6397 dikenal sebagai sebuah gugus core-collapsed.
Jumlah
massa yang dapat dikandung oleh lubang hitam sangat bervariasi, mulai kurang
dari dua kali massa Matahari hingga melampaui satu miliar kali massa Matahari.
Di antara kedua massa itu, terdapat lubang hitam massa menengah yang berbobot
sekitar ratusan hingga puluhan ribu massa Matahari. Jadi berdasarkan massanya,
lubang hitam terdiri dari lubang hitam kecil, menengah dan besar.
Kredit
gambar: NASA, ESA, T. Brown, S. Casertano, dan J. Anderson (STScI). Kredit
sains: NASA, ESA, dan E. Vitral dan G. Mamon dari Institut d'Astrophysique de
Paris (IAP)
Para astronom semula mengira NGC 6397 menampung lubang hitam massa menengah, jenis lubang hitam yang dianggap sebagai “mata rantai yang hilang” dan telah lama dicari di antara lubang hitam supermasif (jutaan kali massa Matahari) yang bersemayam di inti galaksi, dan lubang hitam bermassa bintang (hanya beberapa kali massa Matahari) yang terbentuk setelah sebuah bintang masif runtuh. Eksistensi mereka sedang hangat diperdebatkan dan hanya ada beberapa kandidat lubang hitam massa menengah yang telah diidentifikasi sejauh ini.
“Kami mengantongi bukti kuat untuk massa yang tak terlihat di inti padat gugus globular, tetapi kami terkejut setelah menemukan bahwa massa ektra itu tidak ‘menyerupai titik’ (sebagaimana sebuah lubang hitam masif penyendiri), melainkan memanjang hingga beberapa persen ukuran gugus,” ungkap Eduardo Vitral dari Paris Institute of Astrophysics (IAP) di Paris, Prancis.
Untuk mendeteksi massa tersembunyi yang sulit dipahami, Vitral bersama sesama rekan peneliti dari IAP, Gary Mamon, menggunakan kecepatan pergerakan bintang-bintang di dalam gugus demi menentukan distribusi massa total, yaitu massa dari bintang-bintang yang teramati, demikian pula dengan bintang-bintang redup dan lubang hitam. Semakin banyak massa di suatu lokasi, semakin cepat pula bintang-bintang bergerak mengelilinginya.
Sebelumnya para peneliti telah menggunakan pergerakan semu bintang-bintang NGC 6397 di langit, untuk menentukan kecepatan mereka yang sebenarnya di dalam gugus. Pengukuran akurat kecepatan bintang-bintang di dalam gugus hanya dapat dilakukan dengan Hubble selama beberapa tahun observasi. Data Hubble kemudian ditambahkan ke pengukuran pergerakan semu yang disediakan oleh Observatorium Antariksa Gaia milik Badan Antariksa Eropa (ESA), mengingat pengukuran Gaia di inti gugus tidak seakurat Hubble.
“Analisis kami menunjukkan orbit bintang-bintang yang mendekati acak di seluruh gugus globular, bukannya melingkar secara sistematis atau sangat memanjang,” jelas Mamon. Bentuk orbital moderate-elongation mereka membatasi perhitungan massa di wilayah terdalam gugus.
Para
astronom yang sedang berburu lubang hitam massa menengah di jantung gugus
globular NGC 6397 menemukan fenomena mengejutkan, bukannya satu lubang hitam
masif, melainkan lubang hitam berukuran kecil yang terkonsentrasi di jantung
gugus globular NGC 6397.
Kredit: Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA
Para peneliti lalu menyimpulkan komponen tak kasat mata hanya dapat terbentuk dari sisa-sisa bintang masif (katai putih, bintang neutron, dan lubang hitam), berdasarkan massa, jangkauan dan lokasinya. Para “mendiang” bintang tersebut semakin tenggelam ke pusat gugus setelah berinteraksi secara gravitasi dengan bintang-bintang yang kurang masif di dekatnya. Permainan pinball bintang yang disebut “dynamical friction” semacam itu, terjadi melalui pertukaran momentum, saat bintang-bintang yang lebih berat dipisahkan di inti gugus, sementara bintang-bintang bermassa rendah bermigrasi ke pinggiran gugus.
“Kami menerapkan teori evolusi bintang untuk menyimpulkan sebagian besar massa ekstra yang kami temukan berbentuk lubang hitam,” tambah Mamon. Dua penelitian terbaru lainnya juga menggagas bahwa sisa-sisa bintang, khususnya lubang hitam bermassa bintang, dapat mengisi wilayah terdalam gugus globular. “Penelitian kami adalah studi pertama yang menyediakan massa dan jangkauan dari apa yang diduga sebagai kumpulan dari sebagian besar lubang hitam di pusat gugus globular core-collapsed,” pungkas Vitral.
Para astronom juga mencatat, penemuan ini meningkatkan kemungkinan penggabungan lubang hitam yang terkonsentrasi padat di dalam gugus globular, berpotensi menjadi sumber penting dari gelombang gravitasi, yaitu riak-riak gravitasi yang melintasi ruang dan waktu. Fenomena gelombang gravitasi dapat dideteksi melalui eksperimen Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), yang didanai oleh National Science Foundation dan dioperasikan oleh Caltech di Pasadena, California, dan MIT di Cambridge, Massachusetts.
Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Lynn Jenner
Sumber: Hubble Uncovers Concentration of Small Black Holes
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa
Komentar
Posting Komentar