Gelombang gravitasi—riak dalam ruang-waktu yang disebabkan oleh peristiwa kosmik yang dahsyat—merambat dengan kecepatan cahaya ke segala arah, akhirnya memudar seperti riak di air. Namun, beberapa peristiwa begitu ekstrem sehingga menciptakan gangguan dalam ruang-waktu yang lebih mirip gelombang besar daripada riak kecil, dengan energi cukup untuk mencapai detektor kita di Bumi.
Hari ini, Kolaborasi LIGO mengumumkan deteksi penggabungan lubang hitam terbesar yang pernah diketahui, menghasilkan lubang hitam raksasa dengan massa lebih dari 225 kali Matahari. Sinyal ini, yang diberi kode GW231123, bertentangan dengan model evolusi bintang yang ada, memaksa fisikawan mencari penjelasan bagaimana penggabungan seperti ini bisa terjadi.
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) mencatat sejarah pada 2015 dengan mendeteksi gelombang gravitasi untuk pertama kalinya, menangkap gema kosmik dari dua lubang hitam yang bertabrakan. Sejak penemuan peraih Nobel itu, Kolaborasi LIGO—kerja sama internasional antara LIGO, Virgo (Italia), dan KAGRA (Jepang)—terus memantau galaksi dengan cermat. Mereka telah mendeteksi banyak sinyal dari bintang neutron, supernova, dan sekitar 300 penggabungan lubang hitam.
Tapi GW231123, yang pertama kali diamati pada 23 November 2023, tampaknya adalah monster baru dalam dunia penggabungan lubang hitam. Dua lubang hitam besar—137 dan 103 kali massa Matahari—berhasil bersatu meski massanya sangat besar, berputar 400.000 kali lebih cepat dari rotasi Bumi untuk membentuk lubang hitam yang lebih besar lagi. Sebagai perbandingan, rekor sebelumnya dipegang oleh GW190521, yang massanya sekitar 140 kali Matahari.
"Ini adalah sistem biner lubang hitam terbesar yang pernah kami amati lewat gelombang gravitasi, dan ini benar-benar menantang pemahaman kita tentang pembentukan lubang hitam," kata seorang ilmuwan.
Mengingat lingkungan lubang hitam yang kacau secara gravitasi, sangat menakjubkan bahwa penggabungan ini cukup stabil sehingga gelombang gravitasinya bisa mencapai LIGO, yang mendeteksi sinyalnya selama 0,1 detik. Menurut Mark Hannam, fisikawan di Universitas Cardiff, peristiwa seperti ini seharusnya "terlarang" dalam model evolusi standar.
"Salah satu kemungkinannya, kedua lubang hitam ini terbentuk dari penggabungan lubang hitam lebih kecil sebelumnya," ujarnya.
Charlie Hoy, fisikawan di Universitas Portsmouth, menambahkan bahwa lubang hitam ini berputar sangat cepat—hampir mencapai batas yang diizinkan oleh teori relativitas umum Einstein. "Ini membuat sinyal sulit dimodelkan dan ditafsirkan, tapi justru menjadi studi kasus bagus untuk mengembangkan alat teoretis kita."
Temuan ini akan dipresentasikan minggu depan di konferensi GR24 dan Amaldi 16 di Glasgow, Inggris. Data akan dibuka untuk publik, memulai perlombaan mengungkap misteri GW231123—meski jawaban pasti mungkin belum akan segera didapat.
"Dibutuhkan tahunan bagi komunitas untuk sepenuhnya memahami pola sinyal ini dan implikasinya," kata Gregorio Carullo, fisikawan di Universitas Birmingham. "Meski penjelasan paling mungkin tetap penggabungan lubang hitam, skenario lebih kompleks bisa jadi kunci untuk memecahkan fitur tak terduganya. Waktu yang menarik di depan!"
Gelombang gravitasi pertama kali diusulkan pada akhir abad ke-19, tapi baru populer berkat Albert Einstein. Sebagai salah satu metode observasi yang tidak bergantung pada cahaya, potensinya sangat besar untuk membantu manusia memahami misteri lubang hitam, bintang kuno, bahkan materi gelap. Jadi, benar—waktu yang menarik di depan!