Tidak diragukan lagi bahwa lubang hitam supermasif merupakan raksasa kosmik, dengan massa mencapai jutaan hingga miliaran kali massa Matahari. Namun, bagaimana mereka mencapai status kolosalnya masih menjadi perdebatan. Para ilmuwan percaya bahwa lubang hitam bergabung satu sama lain untuk tumbuh hingga massanya yang sangat besar, namun mereka belum mampu mendeteksi pasangan yang berdekatan. Kini, observasi yang dikumpulkan selama 23 tahun akhirnya dapat membantu memecahkan misteri dari makhluk-makhluk kosmik yang terkenal itu.
Satu tim astronom mungkin telah menemukan bukti langsung dari pasangan pertama lubang hitam supermasif yang saling mengorbit secara dekat di pusat sebuah galaksi. Kedua lubang hitam itu mungkin berada di ambang tabrakan epik, yang akan menyatukan mereka menjadi satu. Temuan ini telah diterima untuk publikasi dalam *Monthly Notices of the Royal Astronomical Society*.
Melihat Kembarannya
Tim di balik penemuan ini, yang dipimpin oleh Silke Britzen dari Max Planck Institute for Radio Astronomy, menganalisis observasi resolusi tinggi terhadap galaksi Markarian 501. Observasi tersebut mencakup berbagai frekuensi radio yang dikumpulkan dalam beberapa hari selama periode 23 tahun.
Data itu mengungkap sesuatu yang menarik: lubang hitam memancarkan pancaran materi dan energi yang kuat dan sempit yang melaju ke angkasa dengan kecepatan mendekati cahaya. Para ilmuwan sebelumnya telah mencitrakan satu jet yang muncul dari pusat galaksi Markarian 501, namun data tersebut mengungkap sesuatu yang menarik. Bukan hanya satu, melainkan ada dua pancaran partikel kuat yang menyembur dari galaksi tersebut.
Mendapatkan citra langsung dua jet yang diluncurkan dari satu galaksi mengindikasikan adanya dua lubang hitam supermasif di pusatnya. “Kami telah mencarinya begitu lama, dan kemudian ini datang sebagai kejutan lengkap bahwa kami tidak hanya dapat melihat jet kedua, bahkan melacak pergerakannya,” ujar Britzen dalam sebuah pernyataan.
Tarian Orbit
Jet pertama mengarah ke Bumi, itulah sebabnya ia tampak lebih terang. Jet kedua yang mengejutkan itu berorientasi berbeda, sehingga lebih sulit terdeteksi.
Hanya dalam beberapa minggu pengamatan, para astronom melihat perubahan signifikan pada jet-jet tersebut. Jet kedua dimulai di belakang lubang hitam yang lebih besar dan bergerak berlawanan arah jarum jam di sekitarnya, mengulangi proses ini berulang kali. “Mengevaluasi data ini terasa seperti berada di atas kapal,” jelas Britzen. “Seluruh sistem jet sedang bergerak. Sistem dua lubang hitam dapat menjelaskan ini: Bidang orbitnya bergoyang.”
Pada Juni 2022, radiasi yang dipancarkan sistem itu muncul dalam bentuk cincin, yang juga dikenal sebagai cincin Einstein. Fenomena ini terjadi ketika cahaya dari objek jauh dibelokkan membentuk lingkaran yang hampir sempurna. Hal ini juga membantu mengkonfirmasi keberadaan dua lubang hitam, karena pelensaan gravitasi oleh lubang hitam di depan membentuk cahaya dari jet kedua di belakangnya, menurut para peneliti.
Kedua lubang hitam kemungkinan saling mengorbit dalam periode kira-kira 121 hari dan berjarak sekitar 250 hingga 540 kali lebih jauh daripada jarak antara Bumi dan Matahari. Itu mungkin tampak sangat jauh, namun itu adalah jarak yang relatif kecil antara dua objek seukuran mereka.
Berdasarkan data, para peneliti meyakini lubang hitam tersebut dapat bergabung dalam kurun waktu kira-kira 100 tahun. Ketika mereka bergabung, tabrakan mereka akan menghasilkan gelombang gravitasi pada frekuensi yang sangat rendah. Gelombang gravitasi itu dapat dideteksi oleh teleskop radio yang sangat sensitif seperti *Pulsar Timing Array*.
“Jika gelombang gravitasi terdeteksi, kita bahkan mungkin melihat frekuensinya secara bertahap naik seiring kedua raksasa itu berputar mendekati tabrakan, menawarkan kesempatan langka untuk menyaksikan penggabungan lubang hitam supermasif terjadi,” kata Héctor Olivares, seorang peneliti di Max Planck Institute dan rekan penulis studi, dalam sebuah pernyataan.