Di inti sebuah galaksi yang sangat jauh, ada sebuah lubang hitam supermasif yang tampaknya sedang mengalami fenomena yang agak aneh, lubang hitam tersebut seolah cegukan dan ilmuwan menggunakan istilah “Hik” (bunyi seperti seseorang yang sedang cegukan). Sebuah tim astronom dari berbagai negara namun diketuai oleh akademisi MIT telah menemukan bahwa lubang hitam yang sebelumnya tenang, yang terletak di tengah sebuah galaksi sekitar 800 juta tahun cahaya dari Bumi, tiba-tiba menjadi aktif, mengeluarkan semburan gas setiap 8,5 hari sebelum kembali ke keadaan diamnya.
Fenomena “hik” ini merupakan perilaku baru yang belum pernah teramati sebelumnya pada lubang hitam. Para ilmuwan meyakini bahwa penyebab semburan gas berasal dari lubang hitam kedua yang lebih kecil yang bergerak mengelilingi lubang hitam supermasif pusat dan melemparkan material keluar dari cakram gas lubang hitam yang lebih besar setiap 8,5 hari. Penemuan tim MIT tersebut yang dipublikasikan dalam jurnal Science Advances berjudul A case for a binary black hole system revealed via quasi-periodic outflows, menantang pandangan konvensional tentang cakram akresi lubang hitam, yang selama ini diasumsikan sebagai cakram gas yang relatif seragam yang berputar di sekitar lubang hitam pusat. Hasil penelitian mengindikasikan bahwa cakram akresi mungkin jauh lebih beragam dalam komposisinya, mungkin mengandung lubang hitam lain dan bahkan bintang-bintang keseluruhan.
Cakram akresi lubang hitam adalah sebuah struktur berbentuk cakram yang terbentuk di sekitar lubang hitam ketika materi dari bintang tetangga atau gas dan debu dari medium antarbintang ditarik gravitasi ke dalam lubang hitam. Ketika materi ini jatuh ke dalam lubang hitam, ia membentuk sebuah cakram yang berputar dengan sangat cepat di sekitar lubang hitam tersebut. Cakram akresi ini terdiri dari materi yang sangat panas, dengan suhu mencapai jutaan derajat Celsius. Akibatnya, cakram akresi ini memancarkan radiasi elektromagnetik yang sangat kuat, termasuk cahaya tampak, sinar-X, dan radiasi gamma. Cakram akresi lubang hitam adalah salah satu objek paling ekstrim di alam semesta, di mana gravitasi sangat kuat dan fenomena fisika yang ekstrem terjadi. Penelitian terbaru telah menunjukkan bahwa cakram akresi mungkin jauh lebih kompleks daripada yang sebelumnya diperkirakan, dan mungkin bahkan mengandung objek-objek seperti lubang hitam lain dan bintang-bintang yang terjebak dalam gravitasi lubang hitam utama.
Penelitian muncul dan berkembang dari deteksi otomatis oleh ASAS-SN (All Sky Automated Survey for SuperNovae), sebuah jaringan teleskop robotik yang tersebar di berbagai lokasi di belahan bumi utara dan selatan. Pada Desember 2020, survei ini menemukan kilatan cahaya di sebuah galaksi sekitar 800 juta tahun cahaya jauhnya. Temuan yang mengejutkan para peneliti karena sebelumnya bagian langit tersebut terlihat relatif gelap.
Pasham sebagai bagian dari tim peneliti memutuskan untuk memeriksa lebih lanjut kilatan tersebut menggunakan NICER NASA (Neutron star Interior Composition Explorer), sebuah teleskop sinar-X yang terletak di ISS. Pengukuran NICER menunjukkan pola aneh dalam cahaya yang dipancarkan oleh galaksi tersebut selama empat bulan. Para peneliti menemukan bahwa cahaya dari galaksi tersebut secara periodik meredup setiap 8,5 hari.
Tim peneliti mencurigai bahwa ada sebuah lubang hitam kedua yang lebih kecil, mengorbit lubang hitam supermasif pusat, yang secara periodik menembus cakram akresi dan melepaskan semburan gas. Simulasi yang mereka lakukan mendukung teori ini, menunjukkan bahwa semburan yang diamati kemungkinan besar adalah sinyal dari lubang hitam kedua yang lebih kecil.
Kredit: Petra Sukova, Astronomical Institute of the CAS
Sekali lagi, penemuan ini penting karena mengubah pemahaman kita tentang lubang hitam dan cakram akresinya. Hal ini menyarankan bahwa cakram akresi mungkin jauh lebih kompleks daripada yang sebelumnya kita kira, mungkin bahkan mengandung objek-objek seperti lubang hitam lain dan bintang-bintang.
Referensi:
[1] https://news.mit.edu/2024/persistent-hiccups-draws-astronomers-new-black-hole-behavior-0327 diakses pada 29 Maret 2024
[2] Dheeraj R. Pasham, Francesco Tombesi, Petra Suková, Michal Zajaček, Suvendu Rakshit, Eric Coughlin, Peter Kosec, Vladimír Karas, Megan Masterson, Andrew Mummery, Thomas W.-S. Holoien, Muryel Guolo, Jason Hinkle, Bart Ripperda, Vojtěch Witzany, Ben Shappee, Erin Kara, Assaf Horesh, Sjoert van Velzen, Itai Sfaradi, David Kaplan, Noam Burger, Tara Murphy, Ronald Remillard, James F. Steiner, Thomas Wevers, Riccardo Arcodia, Johannes Buchner, Andrea Merloni, Adam Malyali, Andy Fabian, Michael Fausnaugh, Tansu Daylan, Diego Altamirano, Anna Payne, Elizabeth C. Ferraraa. A case for a binary black hole system revealed via quasi-periodic outflows. Science Advances, 2024; 10 (13) DOI: 10.1126/sciadv.adj8898
