Oleh : Hariyadi Putraga
Tim OIF UMSU
Sebagian besar lubang hitam yang ditemukan di luar angkasa hingga saat ini ternyata merupakan bagian dari sistem biner, yaitu pasangan lubang hitam yang berputar mengelilingi satu sama lain. Sistem ini terdiri dari lubang hitam primer dan objek sekunder, yang bisa berupa bintang, bintang neutron padat, atau bahkan lubang hitam lain. Objek sekunder ini terperangkap dalam medan gravitasi ekstrem yang dihasilkan oleh lubang hitam primer, menyebabkan keduanya membentuk orbit yang rapat. Interaksi gravitasi yang kuat antara dua objek masif ini menciptakan fenomena menarik, seperti pelepasan energi dalam bentuk gelombang gravitasi dan emisi sinar-X yang intens. Gelombang gravitasi ini, yang dihasilkan dari perputaran dan tabrakan dua lubang hitam, memungkinkan para ilmuwan mendeteksi keberadaan sistem biner lubang hitam meski dari jarak yang sangat jauh. Penemuan sistem biner ini tidak hanya membuka wawasan baru tentang evolusi lubang hitam, tetapi juga membantu kita memahami lebih dalam tentang bagaimana energi dan materi di alam semesta saling memengaruhi.
Penemuan mengejutkan ini memperluas pemahaman kita tentang lubang hitam, lokasinya, dan proses pembentukannya, membuka babak baru dalam studi astrofisika. Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di jurnal Nature, fisikawan dari California Institute of Technology mengklaim telah mengamati sistem unik yang terdiri dari tiga lubang hitam untuk pertama kalinya. Setiap 6,5 hari, salah satu lubang hitam dalam sistem ini menarik bintang kecil sangat dekat, sehingga lubang hitam pusat tersebut menyerap material dari bintang tersebut dalam proses yang serupa dengan banyak sistem biner. Namun, yang membuat konfigurasi ini unik adalah keberadaan bintang kedua yang juga mengorbit lubang hitam, tetapi pada jarak yang jauh lebih besar, diperkirakan menyelesaikan satu orbit setiap 70.000 tahun.
Penemuan ini menunjukkan bahwa lubang hitam dapat memiliki interaksi gravitasi yang kompleks dengan beberapa objek dalam berbagai skala waktu. Tidak hanya memperdalam wawasan tentang perilaku lubang hitam dalam sistem multipel, tetapi juga memberikan informasi penting tentang bagaimana objek masif ini dapat membentuk dan mempertahankan pasangan gravitasi yang stabil bahkan dalam skala kosmik yang sangat besar. Sistem seperti ini mengungkap lebih banyak tentang dinamika galaksi dan mungkin berperan dalam evolusi struktur besar di alam semesta..

Daya tarik gravitasi yang kuat dari lubang hitam terhadap objek yang terletak sangat jauh menimbulkan pertanyaan mendalam tentang asal-usul dan karakteristik pembentukannya. Secara umum, dipercaya bahwa lubang hitam terbentuk melalui proses supernova, yaitu ledakan bintang yang sekarat yang melepaskan sejumlah besar energi dan cahaya sebelum kolaps menjadi lubang hitam. Dalam kondisi ini, gravitasi luar biasa dari sisa bintang menarik objek di sekitarnya ke arah pusatnya, menciptakan fenomena kosmik yang menarik sekaligus menakutkan.
Namun, penemuan tim dari California Institute of Technology menunjukkan anomali menarik. Jika lubang hitam yang mereka temukan berasal dari supernova biasa, energi besar yang dilepaskan pada saat ledakan seharusnya telah mengusir objek-objek di sekitarnya yang terhubung secara lemah. Sebaliknya, dalam kasus ini, bintang terluar tampaknya tetap berada di orbit stabilnya, yang menunjukkan kemungkinan asal atau evolusi lubang hitam yang berbeda dari yang diperkirakan.
Didorong oleh rasa ingin tahu, tim peneliti juga mempelajari citra dari Burdge V404 Cygni, sebuah lubang hitam yang telah diketahui sejak 1992 dan terletak sekitar 8.000 tahun cahaya dari Bumi. V404 Cygni telah menjadi subjek penelitian luas, muncul dalam lebih dari 1.300 artikel ilmiah, menjadikannya salah satu lubang hitam paling terkenal dalam dunia astronomi. Meskipun demikian, tidak ada satu pun penelitian yang sebelumnya melaporkan pengamatan yang serupa dengan penemuan terbaru ini, yang memperkuat hipotesis bahwa sistem multipel dengan konfigurasi unik mungkin jauh lebih umum daripada yang diperkirakan. Temuan ini mendorong para ilmuwan untuk terus mencari tanda-tanda lubang hitam baru di galaksi Bima Sakti, dengan harapan mengungkap lebih banyak rahasia tentang evolusi dan dinamika objek masif di alam semesta.
Teori Baru tentang Pembentukan Lubang Hitam
Teori baru tentang pembentukan lubang hitam ini menantang pemahaman kita tentang bagaimana objek-objek masif tersebut terbentuk dan berkembang. Alice Young, salah satu penulis studi, menyatakan bahwa banyak lubang hitam tampak jauh lebih besar dari yang diperkirakan pada tahap awal evolusi kosmik. Menurutnya, lubang hitam ini mungkin terbentuk dalam keadaan sangat masif atau mengalami pertumbuhan yang sangat cepat. Pernyataan ini membuka kemungkinan bahwa ada mekanisme alternatif di balik pembentukan lubang hitam, mengingat keberadaan mereka yang melimpah tidak mungkin berasal dari satu proses tunggal.
Matthews, seorang ahli lain dalam penelitian ini, menawarkan penjelasan yang berpotensi revolusioner: pembentukan bintang dapat dipengaruhi oleh interaksi dengan materi gelap. Dalam proses pembentukan bintang, gravitasi menyebabkan awan gas berkontraksi dan membentuk inti bintang. Namun, jika sejumlah besar partikel materi gelap ikut tertangkap dalam kontraksi ini, struktur internal bintang dapat berubah secara drastis, bahkan hingga menghambat reaksi nuklir. Tanpa reaksi nuklir yang membakar bahan bakar inti bintang, bintang dapat terus runtuh dan tumbuh lebih lama dari umur bintang biasa. Hal ini membuka jalan bagi pembentukan lubang hitam dengan ukuran jauh lebih besar dari yang dapat dijelaskan oleh model tradisional.
Teori ini menunjukkan bahwa pertumbuhan dan ukuran luar biasa lubang hitam mungkin bukan hanya hasil dari ledakan supernova biasa, tetapi juga bisa dipengaruhi oleh interaksi antara materi gelap dan bintang dalam tahap awal pembentukan. Temuan ini mengisyaratkan bahwa lubang hitam mungkin memiliki asal-usul yang lebih bervariasi dan kompleks dari yang kita pahami saat ini, dengan implikasi besar bagi model evolusi alam semesta.
Implikasi Penemuan Ini untuk Astronomi
Dengan kata lain, lubang hitam supermasif yang ditemukan di alam semesta awal mungkin terbentuk dari bintang-bintang gelap — objek hipotetis yang menarik dan mengumpulkan materi gelap dan gas di sekitarnya hingga akhirnya runtuh menjadi lubang hitam supermasif. Proses ini dapat menjelaskan keberadaan lubang hitam besar pada periode awal alam semesta, jauh lebih awal dari yang diperkirakan oleh model standar evolusi kosmik. Matthews menambahkan bahwa langkah selanjutnya adalah memanfaatkan Teleskop James Webb, yang memiliki sensitivitas luar biasa untuk menangkap objek-objek redup, guna mempelajari lebih lanjut tentang lubang hitam awal ini dan menghitung berapa banyak dari mereka yang benar-benar ada.
Penemuan ini tidak hanya menawarkan wawasan baru mengenai evolusi lubang hitam, tetapi juga memperkaya pemahaman kita tentang proses pembentukan dan perkembangan galaksi. Sebagai inti gravitasi yang berperan besar dalam dinamika galaksi, lubang hitam supermasif mungkin memainkan peran sentral dalam sejarah alam semesta, memengaruhi distribusi materi, bentuk, dan perilaku galaksi di sekitarnya. Dengan penelitian lanjutan, para ilmuwan berharap dapat menjawab lebih banyak pertanyaan tentang misteri lubang hitam dan peran penting mereka dalam evolusi kosmik, membuka tabir sejarah awal alam semesta dengan lebih detail dan presisi.