Sebuah galaksi yang berjarak sekitar 750 juta tahun cahaya telah ditemukan dan menampung sepasang lubang hitam supermasif paling masif yang pernah ada.
Pasangan ini memiliki massa gabungan sebesar 28 miliar kali massa Matahari. Meskipun pasti ada lubang hitam individual yang melebihi massa ini, pasangan tersebut – yang bersembunyi di galaksi bernama B2 0402+379 – mewakili biner lubang hitam paling masif yang pernah kami temukan.
Dan mereka menunjukkan beberapa sifat khusus yang membantu para astronom mengetahui apa yang terjadi pada raksasa ini ketika mereka bergabung.
Pertumbuhan lubang hitam hingga ukuran supermasif adalah proses misterius yang sebagian besar keanehannya tidak diketahui secara pasti.
Lubang hitam kecil terbentuk dari runtuhnya inti bintang masif yang telah membakar bahan bakar atomnya dan tidak dapat bersinar lagi. Lubang hitam bermassa bintang ini dapat tumbuh dengan saling bertabrakan, menghasilkan objek yang terlalu masif untuk terbentuk melalui keruntuhan inti.
Pasti ada metode tertentu agar lubang hitam bisa tumbuh hingga mencapai proporsi supermasif—jutaan hingga miliaran kali massa Matahari. Tampaknya masuk akal untuk berasumsi bahwa jika lubang hitam kecil bisa bertabrakan dan bergabung, maka lubang hitam besar juga bisa bertabrakan, serangkaian penggabungan hierarki yang pada akhirnya menciptakan lubang hitam raksasa yang ada di jantung setiap galaksi.
Namun menurut teori, ada potensi masalah di sini. Lubang hitam dalam biner berkumpul dengan melepaskan momentum orbitalnya, memindahkannya ke bintang gas terdekat yang melesat ke bagian yang tidak diketahui, dan kehilangannya dalam bentuk gelombang gravitasi.
Ketika jarak orbit berkurang, luas ruang tempat mereka dapat mentransfer energinya juga berkurang. Pada jarak sekitar satu parsec, atau 3,2 tahun cahaya, tidak ada lagi cukup ruang untuk momentum lebih lanjut, sehingga peluruhan orbital berhenti dan menjadi stabil. Ini dikenal sebagai masalah parsec terbatas.
B2 0402+379 mungkin merupakan contoh yang sangat baik dari aksi masalah parsec utama, menurut tim yang dipimpin oleh astrofisikawan Universitas Stanford, Tirth Surti.
Para peneliti dengan cermat mempelajari data arsip yang dikumpulkan oleh Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) pada teleskop Gemini Utara dan melakukan analisis baru yang menghitung sifat dan perilaku dua lubang hitam yang tertanam di pusat B2 0402+. 379.
Hasilnya memberi kita massa biner – 28 miliar massa matahari – dan menemukan bahwa galaksi itu sendiri adalah “fosil” dari sekelompok galaksi. B2 0402+379 dulunya adalah sekelompok galaksi yang berkumpul; mereka akhirnya bergabung menjadi B2 0402+379.
Lubang hitam supermasif biner adalah sisa dari sekelompok lubang hitam yang jatuh ke pusat galaksi dan menetap di sana.
Kedua lubang hitam tersebut berjarak 7,3 parsec, atau 24 tahun cahaya. Ini bukanlah parsec terakhir, juga bukan lubang hitam biner supermasif terketat yang pernah kita lihat.
Namun yang menarik adalah analisis tim menunjukkan bahwa peluruhan orbit telah berhenti. Lubang hitam ini telah terpisah sejauh ini dalam orbit yang stabil selama sekitar 3 juta tahun.
Penemuan ini menunjukkan bahwa massa yang tinggi mungkin berperan dalam masalah parsec utama. Tim berpikir bahwa pecahnya orbit biner sebelumnya mengeluarkan begitu banyak bintang dari sekitarnya sehingga tidak ada lagi yang tersisa untuk mentransfer momentum orbitnya. Sejauh ini, mereka terjebak dengan cukup baik.
“Biasanya, galaksi dengan pasangan lubang hitam yang lebih terang tampaknya memiliki cukup banyak bintang dan materi untuk bergabung dengan cepat,” kata astrofisikawan Roger Romani dari Universitas Stanford.
“Karena pasangan ini sangat berat, diperlukan banyak bintang dan gas untuk melakukan pekerjaan tersebut. Namun biner tersebut memindai galaksi pusat untuk mencari massa sebesar itu, sehingga ia menghentikannya dan dapat diakses untuk penelitian kami.”
Jadi apa yang terjadi sekarang? Kita tahu bahwa lubang hitam entah bagaimana bisa tumbuh lebih besar dari total massa bintang biner, namun monster ultramasif ini tampaknya cukup langka. Biner nuklir B2 0402+379 tampaknya sangat stabil, tanpa adanya cara langsung untuk mengurangi momentum orbital.
Ia bisa mengarahkannya ke arah yang benar dengan suntikan material yang akan mengikuti penggabungan galaksi lainnya dan mengirimkan lubang hitam supermasif ketiga ke dalam galaksi tersebut; tapi semua galaksi yang membentuk gugus awal sudah bergabung membentuk B2 0402+379, jadi sepertinya tidak ikut berperan.
Namun, ada kemungkinan lain. Mungkin ada beberapa materi di galaksi yang dapat membantu mengatasi bungkusan yang terhenti tersebut.
“Kami menantikan penyelidikan lanjutan terhadap inti B2 0402+379 untuk melihat jumlah gasnya,” kata Tirth. “Ini akan memberi kita wawasan yang lebih baik mengenai apakah lubang hitam supermasif pada akhirnya bisa bergabung atau tetap terjebak sebagai biner.”
Penelitian ini dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.
+ There are no comments
Add yours