ANTARIKSA -- Para astronom menyatakan untuk pertama kalinya mendeteksi dan mengukur lubang hitam bermassa bintang yang terisolasi. Lubang hitam bermassa bintang memiliki ukuran beberapa kali massa matahari, berbeda dengan lubang hitam supermasif yang berukuran jutaan kali massa matahari.

Dalam penelitian sebelumnya, lubang hitam terbentuk dari bintang raksasa yang mencapai akhir hidupnya. Biasanya, dia menghilang dalam ledakan dahsyat yang dikenal sebagai supernova, dan intinya yang padat akan runtuh menjadi lubang hitam.

Penulis utama studi, Kailash Sahu mengatakan, dengan penemuan baru itu, maka di Galaksi Bima Sakti seharusnya ada sekitar 100 juta lubang hitam bermassa bintang. Sampai saat ini, semua lubang hitam bermassa bintang yang terdeteksi ada dalam sistem bintang biner (dua bintang yang saling mengorbit) seperti bintang neutron.

"Sebaliknya, sebagian besar lubang hitam bermassa bintang di galaksi Bima Sakti seharusnya (bintang) tunggal," kata Sahu. Namun, kata dia, selama ini tidak ada yang pernah bisa menemukan lubang hitam yang terisolasi.

Seperti namanya, lubang hitam menyerap cahaya apa pun yang jatuh ke dalamnya, membuatnya sulit untuk dideteksi di ruang gelap. Lubang hitam lebih mudah dideteksi dalam sistem biner karena interaksinya dengan bintang pasangannya. Interaksi itu dapat menghasilkan gelombang cahaya atau gravitasi yang sifatnya menandakan keberadaan lubang hitam.

Sebaliknya, lubang hitam yang terisolasi tidak memiliki pasangan seperti itu untuk membantu mengungkapkan keberadaan mereka. Sekarang, dengan bantuan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA, para ilmuwan telah menemukan lubang hitam bermassa bintang yang terisolasi sekitar 5.150 tahun cahaya dari Bumi, ke arah tonjolan di pusat Bima Sakti.

"Kami sekarang tahu bahwa lubang hitam yang terisolasi ada," kata Sahu yang merupakan astrofisikawan di Institut Sains Teleskop Luar Angkasa di Baltimore kepada Space.com.

"Dan mereka memiliki massa yang mirip dengan lubang hitam yang ditemukan di biner. Dan pasti ada banyak di luar sana," kata dia.

Kunci di balik penemuan ini adalah seberapa kuat medan gravitasi, seperti yang dimiliki lubang hitam, membengkokkan struktur ruang dan waktu. Dengan demikian, mereka dapat bertindak seperti kaca pembesar, sebuah fenomena yang dikenal sebagai pelensaan gravitasi.

"Jika seseorang dapat mendeteksi dan mengukur pembelokan cahaya yang disebabkan oleh benda-benda masif ini, dimungkinkan untuk mendeteksi dan mengukur massanya," kata Sahu.

Sejumlah program survei berbasis darat memantau jutaan bintang setiap malam untuk mendeteksi peristiwa lensa gravitasi, di mana sebuah bintang perlahan-lahan menjadi terang dan memudar selama berhari-hari atau berbulan-bulan. Fenomena pelensaan mikro ini, kata Suhu, disebabkan oleh objek yang mengintervensi, yang dapat berupa bintang atau jenazah bintang yang disebut white dwarf (bintang kecil) atau bintang neutron atau lubang hitam, atau sebagainya.

"Program survei biasanya mendeteksi sekitar 2.000 peristiwa pelensaan mikro per tahun. Sebagian kecil di antaranya diperkirakan disebabkan oleh lubang hitam."

Semakin besar massa objek lensa gravitasi, semakin lama kecerahan yang dihasilkan. Karena lubang hitam diperkirakan berukuran besar, peristiwa pelensaan mikronya diperkirakan akan berlangsung lama. "Juga, lubang hitam diperkirakan akan gelap. Jadi kami menggunakan dua hal ini sebagai kriteria utama kami, harus memiliki durasi yang lama dan lensa tidak boleh memancarkan cahaya apa pun," kata dia.

Namun, bintang bermassa kecil yang bergerak lambat di langit mungkin juga terlihat relatif gelap dan menghasilkan peristiwa lensa gravitasi berdurasi panjang. Salah satu cara untuk membedakan lubang hitam terisolasi dengan bintang bermassa kecil adalah fakta bahwa lubang hitam akan membelokkan cahaya dari bintang di belakang mereka. "Cukup (itu) sehingga dapat diukur dengan Hubble. Jika pengamatan Hubble menunjukkan defleksi besar tetapi tidak ada cahaya dari lensa, maka itu lubang hitam."

Dalam penemuan ini, para ilmuwan menggabungkan pengamatan Hubble dengan data teleskop darat. Mereka kemudian menemukan peristiwa pelensaan mikro selama 270 hari, yang disebut MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462. Menurut mereka, fenomena ini kemungkinan berasal dari lubang hitam yang terisolasi.

"Perlu dua tahun perencanaan diikuti enam tahun pengamatan dengan Hubble, tetapi sangat memuaskan melihat hasil yang luar biasa," kata Sahu. "Segera terang seperti siang hari (kepastian) bahwa itu adalah lubang hitam, tidak ada hal lain yang dapat menyebabkan defleksi yang kami ukur."

Para peneliti memperkirakan lubang hitam yang terisolasi ini memiliki massa sekitar 7,1 kali massa matahari. Mereka juga menemukan lubang hitam ini bergerak dengan kecepatan sekitar 100 ribu mph. Ini menunjukkan lubang hitam ini mungkin telah menerima tendangan dari ledakan supernova yang melahirkannya.

"Observatorium masa depan seperti Nancy Grace Roman Space Telescope dan Vera C Rubin Observatory di Chili mungkin akan sangat membantu menemukan lubang hitam bermassa bintang yang lebih terisolasi," kata Sahu. Para ilmuwan ini telah merinci temuan mereka secara online pada 31 Januari lalu dalam sebuah penelitian yang diajukan ke Astrophysical Journal.

Sumber: Space.com