Ilmuwan China temukan bukti keberadaan lubang hitam bermassa menengah

Bintang berkecepatan sangat tinggi (runaway star) yang terlontar dari klaster berbentuk bola M15 memberikan bukti kuat tentang keberadaan lubang hitam bermassa menengah (intermediate-mass black hole/IMBH), sebuah mata rantai yang telah lama hilang dalam pemahaman kita tentang evolusi lubang hitam.

 

Beijing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Para astronom China telah mengidentifikasi sebuah bintang berkecepatan sangat tinggi (runaway star) yang terlontar dari klaster berbentuk bola M15, memberikan bukti kuat tentang keberadaan lubang hitam bermassa menengah (intermediate-mass black hole/IMBH), sebuah mata rantai yang telah lama hilang dalam pemahaman kita tentang evolusi lubang hitam.

Penemuan ini dipimpin oleh para peneliti dari Observatorium Astronomi Nasional China (National Astronomical Observatories of China/NAOC) di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS) yang berkolaborasi dengan berbagai institusi, dan diterbitkan sebagai artikel utama di jurnal National Science Review.

Lubang hitam yang memiliki massa di antara lubang hitam bermassa masif (stellar-mass black hole), yang terbentuk dari bintang-bintang masif yang hancur, dan lubang hitam supermasif, yang berada di pusat galaksi besar, dikenal sebagai IMBH, jelas Huang Yang, lektor kepala di NAOC dan Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan China yang menjadi salah satu pemimpin penelitian ini.

IMBH sering dianggap sebagai mata rantai krusial yang hilang dalam pemahaman kita tentang proses evolusi dari benih lubang hitam menjadi lubang hitam supermasif. Hingga saat ini, hanya ada beberapa kandidat kontroversial yang telah ditemukan, sehingga keberadaan IMBH masih menjadi perdebatan di dunia astrofisika.

Runaway star berkecepatan tinggi ini, J0731+3717, terlontar dari M15 sekitar 20 juta tahun silam dengan kecepatan yang mengejutkan, yaitu hampir 550 kilometer per detik, menurut penelitian tersebut.

Analisis data dari wahana luar angkasa Gaia milik Badan Antariksa Eropa (European Space Agency/ESA) dan Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) milik China, serta data dari survei spektroskopi berskala besar lainnya, juga mengungkap bahwa bintang tersebut memiliki komposisi kimia dan usia yang hampir sama dengan M15, kata Liu Jifeng, direktur NAOC sekaligus salah satu penulis utama penelitian itu.

Pengamatan sebelumnya mengindikasikan bahwa pusat M15 kemungkinan menampung sebuah IMBH berbobot 1.700 hingga 3.200 massa matahari. Namun, hal ini belum dapat dipastikan karena sinyal gravitasi yang terdeteksi kemungkinan juga berasal dari klaster bintang neutron yang padat.

Kecepatan ekstrem J0731+3717 menjawab perdebatan ini.

“Lontaran berkecepatan tinggi seperti itu membutuhkan bintang biner yang padat untuk melintas dalam jarak 1 satuan astronomi dari IMBH,” kata Huang. “Gaya pasang surut lubang hitam akan mengoyak bintang biner tersebut, menangkap satu bintang dan melontarkan bintang yang lain ke luar.”

Fenomena ini, yang dikenal sebagai mekanisme Hills, mengurung ribuan massa matahari dalam sebuah area yang lebarnya hanya beberapa satuan astronomi, menepis penjelasan alternatif seperti keberadaan gugus bintang padat.

“Dengan akumulasi data yang berkelanjutan dari Gaia dan survei spektroskopi skala besar seperti yang dilakukan oleh LAMOST, kami memperkirakan akan menemukan beberapa bintang lain seperti J0731+3717 dalam waktu dekat, yang akan sangat memperluas pemahaman kita tentang IMBH yang sulit dipahami,” kata Zhang Huawei, direktur Departemen Astronomi di Fakultas Fisika Universitas Peking dan salah satu penulis utama penelitian ini.

Laporan: Redaksi