Alam semesta penuh dengan hal-hal keren dan menarik, seperti bintang lubang hitam dan planet mimpi buruk yang terbakar oleh bintang induknya. Sekarang, para peneliti menemukan sebuah bintang yang bergerak sangat cepat. Bintang ini ada di “halaman belakang” kita, mengelilingi lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti.
Kenalkan, S301. Bintang ini ditemukan oleh para peneliti dari Institut Max Planck untuk Fisika Luar Angkasa di Jerman. S301 masuk dalam katalog besar yang berisi lebih dari 1,8 miliar bintang, tetapi ia punya beberapa sifat yang membuatnya istimewa. Yang paling jelas adalah S301 merupakan objek langit tercepat yang pernah diamati oleh sains.
Kecepatan puncaknya sekitar 15.500 mil per detik, atau sekitar 55,8 juta mil per jam. Menurut para peneliti, S301 mencapai kecepatan itu setelah dipercepat saat mendekati Sagittarius A*, lubang hitam di tengah Bima Sakti. Bintang ini berbelok tajam untuk mengelilingi lubang hitam itu, lalu melambat saat mengambil lintasan yang lebih lebar untuk mengulang orbitnya.
Biar kebayang seberapa cepat itu, kandidat sebelumnya untuk objek langit tercepat adalah bintang bermassa rendah dan planet super-Neptunus yang bergerak sekitar 1,2 juta mil per jam, atau sekitar 333 mil per detik. Tata surya kita bergerak di luar angkasa dengan kecepatan sekitar 500.000 mil per jam, atau sekitar 140 mil per detik. Parker Solar Probe, benda buatan manusia tercepat, melaju dengan kecepatan 430.000 mil per jam. Semua kecepatan itu masih kalah dengan kecepatan cahaya, yaitu 186.282 mil per detik, dan benda-benda yang hampir secepat itu, seperti gelombang gravitasi dan jet lubang hitam. Tetapi S301 mengalahkan semua planet dan bintang yang pernah diamati manusia.
Membantu penelitian lubang hitam
Para ilmuwan percaya bahwa lubang hitam yang berputar menciptakan gelombang di dalam ruang-waktu. Keunikan lain dari S301 adalah jaraknya yang sangat dekat dengan Sagittarius A*. Jaraknya 10 kali lebih dekat daripada bintang terdekat sebelumnya, S2. Menurut studi, inilah nilai sebenarnya dari bintang cepat ini. S301 sangat dekat sehingga bisa merasakan efek dari lubang hitam jauh lebih kuat daripada objek lain yang diketahui manusia. Para peneliti ingin mempelajari efek-efek itu untuk lebih memahami cara kerja lubang hitam.
Ini penting karena melihat lubang hitam itu sangat sulit. Lubang hitam punya gravitasi yang sangat besar sehingga tidak ada yang bisa lolos, bahkan cahaya. Karena itu, ilmuwan harus mengukur efek lubang hitam pada benda-benda di sekitarnya. Contoh yang bagus adalah foto pertama lubang hitam. Kita tidak bisa benar-benar melihat lubang hitamnya, tetapi kita bisa melihat piringan akresi yang terbentuk di sekitarnya.
Para peneliti di Institut Max Planck sudah menemukan dan mengukur beberapa efek ini pada S301. Mereka berharap dengan mengamati dan mempelajari bintang ini selama sepuluh tahun ke depan, mereka bisa mendapatkan pengetahuan tentang cara kerja lubang hitam. Karena S301 begitu dekat, para peneliti bisa menguji berbagai teori yang sebelumnya tidak bisa diuji. Sebelumnya, tidak ada objek lain yang cukup dekat untuk merasakan efek-efek tersebut.
Salah satu contohnya adalah efek frame-dragging, atau efek Lense-Thirring, yang diprediksi oleh Albert Einstein dalam teori relativitas umum. Efek ini menyatakan bahwa benda besar yang berputar, seperti lubang hitam supermasif, menarik ruang-waktu ikut berputar bersamanya. Hal ini menciptakan gelombang ruang-waktu yang bisa mengubah dan berinteraksi dengan benda-benda di dekatnya.
Bayangkan kamu berdiri di kolam renang dengan satu tangan terentang, telapak tangan terbuka, tepat di bawah permukaan air, lalu kamu berputar. Kamu akan melihat gelombang terbentuk di depan tanganmu saat putaranmu mendorong tanganmu melewati air. Menurut teori Einstein, lubang hitam yang berputar memiliki efek yang sama pada ruang-waktu.
S301 cukup dekat untuk merasakan efek ini, dan para peneliti sudah mengukur efek Lense-Thirring padanya.
Felix Mang, mahasiswa program doktor dan penulis korespondensi studi itu, mengatakan dalam sebuah pernyataan, “S301 adalah bintang pertama yang mengorbit langsung di wilayah sekitar Sagittarius A* di mana efek frame-dragging sangat ekstrem. Kami tidak hanya mengukur kelengkungan ruang-waktu, kami juga mengukur bagaimana ruang-waktu berubah bentuk oleh rotasi lubang hitam itu sendiri. Itu unik.”
Tantangan terbesar untuk mempelajari S301 adalah bintang ini sangat redup, sekitar dua miliar kali lebih redup daripada Betelgeuse, bintang paling terang ke-10 di langit. Tim di Institut Max Planck memakai banyak instrumen dan metode untuk mendeteksinya, termasuk instrumen Gravity di Very Large Telescope dan instrumen Micado di Extremely Large Telescope. Kedua teleskop itu berada di Cile dan merupakan bagian dari Observatorium Eropa Selatan.