Sebuah tim astronom telah berhasil menghitung kecepatan putaran lubang hitam supermasif jauh berkat pertemuan kebetulan objek tersebut dengan bintang—yang langsung dihancurkan.
Bagaimana Waktu Perjalanan Akan Mengubah Perry di Musim 2 Outer Range
Semua lubang hitam memiliki putaran, yang mereka kembangkan melalui interaksi dengan materi lain di luar angkasa. Saat lubang hitam tumbuh dengan menyerap materi, mereka bisa berputar dengan kecepatan lebih tinggi; saat mereka tumbuh melalui penggabungan dengan objek massif lain, mereka cenderung melambat. Dalam penelitian terbarunya, tim berhasil menyimpulkan putaran lubang hitam supermasif dengan mengukur getaran cakram akresi setelah sebuah bintang terganggu—kata yang sopan untuk dirobek—oleh objek raksasa itu. Mereka menemukan putaran lubang hitam kurang dari 25% kecepatan cahaya—lambat, setidaknya untuk lubang hitam. Penelitian tim ini dipublikasikan hari ini di Nature.
“Putaran lubang hitam terkait dengan evolusinya. Misalnya, lubang hitam yang tumbuh dengan penyerapan gas secara stabil selama miliaran tahun cenderung berputar tinggi sementara lubang hitam yang tumbuh melalui penggabungan dengan lubang hitam lain seharusnya berputar lambat,” kata Dheeraj Pasham, seorang astronom di MIT dan penulis utama makalah baru tersebut, dalam sebuah email kepada Gizmodo.
Lubang hitam adalah wilayah ruang-waktu dengan medan gravitasi begitu intens sehingga bahkan cahaya pun tidak bisa melarikan diri dari mereka di luar titik tertentu, yang disebut horison peristiwa. Tetapi lubang hitam juga menarik banyak materi ke dalam dekatnya, yang luar biasa, memungkinkan para peneliti untuk mempelajari fisika behemoth yang gelap ini. Materi—sekelompok puing-puing batuan, debu, dan gas—adalah cakram akresi lubang hitam, dan cahaya terangnya adalah yang membuatnya mungkin bagi Teleskop Horizon Acara untuk secara langsung membayangi bayangan lubang hitam.
“Ada mode lain di mana lubang hitam supermasif—dan oleh karena itu galaksi induk mereka—dapat tumbuh dari waktu ke waktu, dan setiap mode memiliki prediksi distribusi putaran yang spesifik,” tambah Pasham. “Oleh karena itu, jika kita dapat mengukur gangguan putaran lubang hitam supermasif kita dapat membatasi bagaimana mereka (dan galaksi induk mereka) tumbuh selama waktu kosmik.”
Kadang-kadang, bintang yang malang yang melewati terlalu dekat dengan lubang hitam terperangkap oleh gaya pasang surutnya dan terkoyak menjadi potongan-potongan; beberapa dari bintang itu mungkin terlempar ke luar angkasa sementara sebagian dari itu terulur menjadi melimpah materi bintang superpanas yang menjadi bagian dari cakram akresi lubang hitam.
Raksasa yang berputar itu terdeteksi pada Februari 2020, ketika Fasilitas Transien Zwicky mendeteksi kilatan cahaya dari objek 1 miliar tahun cahaya dari Bumi. Tim mempelajari sumber cahaya tersebut, yang mereka percayai sebagai peristiwa gangguan pasang surut, selama lebih dari 200 hari menggunakan teleskop NICER NASA, yang mengamati kosmos pada panjang gelombang sinar-X.
Kelompok ini menemukan bahwa emisi sinar-X dari sumber tersebut mencapai puncak setiap 15 hari. Hal ini membuat tim menyimpulkan bahwa puncak-puncak ini terjadi ketika cakram akresi sejajar langsung dengan teleskop. Bekerja mundur dari getaran yang tampaknya cakram akresi, tim mempertimbangkan massa perkiraan lubang hitam serta massa bintang yang telah mengambil materi dari. Mereka sampai pada perkiraan untuk putaran lubang hitam itu sendiri.
Ini bukan kali pertama putaran lubang hitam telah dihitung; pada tahun 2019, sebuah tim yang melibatkan Pasham menemukan sinyal yang mereka asosiasikan dengan lubang hitam berputar dengan kecepatan sekitar setengah kecepatan cahaya. Namun, seperti yang dikatakan Pasham kepada Gizmodo, sifat sinyal itu “masih misteri” sementara pengukuran baru ini sesuai dengan putaran lubang hitam sesuai dengan teori-teori yang relevan. Sementara lubang hitam berputar pada seperempat kecepatan cahaya (167.654.156 mil per jam, atau 74.948.114 meter per detik) masih sangat cepat dalam istilah manusia biasa kita, kita harus ingat bahwa ini adalah beberapa objek paling ekstrem di alam semesta.
Pasham menambahkan bahwa lubang hitam tidak bisa berputar lebih cepat dari 94% kecepatan cahaya, atau 630.379.631,62 mph (281.804.910,52 m/s), seperti yang dihitung oleh Kip Thorne pada tahun 1974. Maksimum ini disebabkan oleh jumlah torsi pada lubang hitam yang dihasilkan oleh radiasi yang dipancarkan dari cakram akresi dan ditelan oleh lubang hitam. MIT juga telah memproduksi video yang membantu untuk membahas temuan baru ini, yang dapat Anda tonton di bawah ini:
Lubang hitam supermasif menarik ruang-waktu di sekitarnya setelah merobek bintang
Kilatan sinar-X dari objek jauh di luar angkasa sering menjadi tanda lubang hitam melakukan ulah biasanya. Pada tahun 2021, sebuah tim termasuk Pasham menentukan bahwa objek aneh di luar angkasa yang dikenal sebagai ‘Sapi’ mungkin telah menjadi lubang hitam yang lahir; pada tahun 2022, kilatan lain dari objek 8,5 miliar tahun cahaya jauhnya ternyata merupakan peristiwa gangguan pasang surut terjauh yang pernah diamati, dan yang melihat lubang hitam ledakkan jet materi superpanas langsung ke Bumi.
Tim akan terus mencatat peristiwa gangguan pasang surut, dengan tujuan untuk mengungkap distribusi putaran lubang hitam supermasif. Perjalanan menuju pemahaman alam semesta lubang hitam panjang, tetapi mendekripsi fisika mereka bisa membantu kita memecahkan beberapa misteri terbesar alam semesta.
Lebih lanjut: Astronom Menemukan Lubang Hitam Bintang Terberat di Bima Sakti
\”