stronom menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble
NASA/ESA telah mengidentifikasi sumber sinar biru misterius mengelilingi sebuah
lubang hitam yang superpadat di Galaxy Andromeda tetangga kita (M31). Walaupun
cahaya ini telah membingungkan astronom lebih dari satu dekade, penemuan yang
baru bahkan membuat cerita ini lebih misterius. Sinar biru ini datang dari
sebuah piringan bintang baru yang panas, yang mengitari lubang hitam dengan
cara yang sama seperti planet dalam tata surya kita mengitari Matahari.
Astronom kebingungan bagaimana sebuah bintang
berbentuk pancake bisa mengorbit begitu dekat pada sebuah lubang hitam raksasa?
Di dalam lingkungan yang berlawanan seperti ini, tenaga pasang dari lubang
hitam seharusnya menceraiberaikan materi, membuat gas dan debu sulit hancur dan
membentuk bintang. Dari pengamatan, para astronom mengatakan, mungkin dapat
memberikan petunjuk-petunjuk terhadap aktivitas di dalam inti dari galaksi yang
lebih jauh.
Dengan ditemukannya piringan bintang, para
astronom juga telah mengumpulkan apa yang mereka nyatakan sebagai bukti kuat
dari keberadaan / eksistensi lubang hitam raksasa. Bukti tersebut membuat para
astronom melahirkan teori alternatif mengenai massa hitam di dalam inti Galaksi
Andromeda, yang mana sudah lama diduga sebagai lubang hitam oleh para ilmuwan.
“Melihat bintang-bintang ini bagaikan sedang
menonton seorang pesulap mengeluarkan seekor kelinci dari topi. Anda tahu
kejadiannya tetapi anda tidak tahu bagaimana terjadinya,” menurut Tod Lauer
dari Observatorium Astronomi Optikal Nasional di Tucson, Arizona. Ia bersama
tim astronom, dipimpin oleh Ralf Bender dari Institut Max Planck divisi Fisika
Ekstraterestrial di Garching, Jerman dan John Kormendy dari Universitas Texas
di Austin, melakukan pengamatan melalui Hubble. Hasil penelitian tim akan
dipublikasikan pada 20 September 2005 pada Astrophysical Journal.
Astronom Ivan King dari Universitas Washington
bersama koleganya pertama kali menemukan sinar biru aneh pada 1995 dengan
Teleskop Ruang Angkasa Hubble. Ia berpikir bahwa sinar itu mungkin berasal dari
bintang biru tunggal yang terang atau mungkin berasal dari sebuah proses energi
tertentu. Tiga tahun kemudian, Lauer dan Sandra Faber dari Universitas
California di Santa Cruz, menggunakan Hubble lagi untuk mempelajari sinar biru
tersebut. Pengamatan mereka menunjukkan bahwa sinar biru itu merupakan
sekumpulan bintang-bintang biru.
Sekarang, observasi spektroskopic baru oleh
Spektrograp Pencitraan Teleskop Ruang Angkasa Hubble (Hubble’s Space Telescope
Imaging Spectrograph – STIS) mengungkapkan bahwa sinar biru tersebut mengandung
lebih dari 400 bintang yang membentuk aktivitas ledakan kira-kira 200 juta
tahun yang lalu. Bintang-bintang itu memadati didalam sebuah piringan yang
hanya melewati satu tahun cahaya. Piringan itu bersarang didalam sebuah cincin
berbentuk bulat panjang, lebih tua, lebih dingin, bintang-bintang yang lebih
merah, yang terlihat sebelumnya didalam pengamatan Hubble. Para astronom juga
menggunakan STIS untuk mengukur kecepatan bintang-bintang itu. Mereka
mendapatkan kecepatan bintang dengan menghitung berapa besar gelombang cahaya
mereka direntang dan dikompres saat melalui sekitar lubang hitam. Dibawah gaya
gravitasi lubang hitam, bintang-bintang bergerak dengan sangat cepat: 3,6 juta
kilometer per jam (1.000 kilometer per detik). Mereka bergerak sangat cepat
yang membutuhkan 40 detik untuk mengelilingi Bumi dan enam menit mencapai
Bulan. Bintang-bintang tercepat menyelesaikan orbitnya dalam 100 tahun. Inti
aktif Andromeda mungkin membuat piringan-piringan bintang yang sama pada masa
lalu dan mungkin terus membuatnya.
“Bintang-bintang biru di dalam piringan itu
hidupnya sangat pendek, tidak seperti sejarah Andromeda yang berusia 12 miliar
tahun yang mana piringan berumur pendek seperti ini akan muncul sekarang,”
menurut Lauer. “Itulah sebabnya mengapa kami mengira bahwa mekanisme yang
membentuk piringan bintang-bintang ini mungkin membentuk piringan bintang lain
di masa lalu dan akan memicu lagi hal yang sama di masa yang akan datang. Namun
kami masih tidak tahu, bagaimana pada awal mulanya sebuah piringan dapat
terbentuk. Ini masih merupakan teka-teki.”
Para astronom memuji supervisi Hubble dalam
menemukan piringan itu. “Hanya Hubble yang memiliki resolusi sinar biru untuk
mengamati piringan ini,” menurut anggota tim Richard Green dari Observatorium
Astronomi Optikal Nasional di Tucson. “Sangat kecil dan sangat jelas dari
sekeliling bintang-bintang merah yang dapat kami gunakan untuk menyelidiki ke
dalam jantung yang sangat dinamik dari Andromeda. Observasi ini dilakukan oleh
anggota dari tim kami yang membuat STIS. Kami merancangnya dengan saluran yang
dapat tampak, khususnya untuk menangkap kejadian-kejadian seperti ini – untuk
mengukur cahaya bintang yang dekat dengan sebuah lubang hitam daripada semua
galaksi lain yang berada di luar galaksi kita.”
Bukti Padat untuk Lubang Hitam Raksasa disamping
penemuan piringan dari bintang-bintang, para astronom menggunakan cara
penglihatan yang aneh ini pada Andromeda untuk membuktikan yang sudah jelas
yakni galaksi sebagai tuan rumah di pusat lubang hitam. Pada 1988, pada studi
independen, John Kormendy dan tim dari Alan Dressler dan Douglas Richstone
menemukan pusat sebuah benda hitam pada Andromeda yang mereka yakini adalah
sebuah lubang hitam super raksasa. Ini adalah kasus pertama bagi apa yang
sekarang deteksi 40 lubang hitam, kebanyakan dari mereka diamati dengan Hubble.
Observasi-observasi itu, bagaimanapun juga, pasti tidak mengabaikan lainnya,
sangat aneh, dan sepertinya tidak jauh, alternatif. “Ini mendorong untuk
mempercayai bahwa lubang hitam super raksasa ini, “ kata Kormendy. “Tetapi
pernyataan ekstrim membutuhkan bukti yang sangat sangat kuat. Kami yakin bahwa
inilah lubang hitam-lubang hitam itu dan bukan kumpulan hitam dari
bintang-bintang mati.”
Observasi STIS Andromeda sangat akurat sehingga
para astronom menghilangkan semua kemungkinan lain mengenai apa itu yang
disebut pusat benda hitam. Mereka juga menilai bahwa massa lubang hitam adalah
140 juta Matahari, dimana tiga kali lebih besar dari yang diperkirakan semula.
Sejauh ini, kelompok hitam pasti telah
dikesampingkan didalam hanya dua galaksi, NGC 4258 dan galaksi kita, Bima
sakti. “Dua galaksi ini memberi kita bukti yang sangat jelas bahwa lubang hitam
benar-benar ada,” Kormendy menambahkan. “Tetapi keduanya merupakan kasus yang
khusus – NGC 4258 mengandung sebuah piringan massa air yang kami amati dengan
teleskop radio, dan pusat galaktik kita sangat dekat sehingga kami dapat
mengikuti orbit bintang individu. Andromeda adalah galaksi pertama yang dapat
kami kesampingkan dari semua kemungkinan aneh sampai lubang hitam dengan
menggunakan Hubble dan menggunakan teknik yang sama seperti pada waktu kami
menemukan sebagian besar lubang hitam super raksasa.”
“Mempelajari lubang hitam selalu merupakan misi
utama dari Hubble,” kata Kormendy. “Memaku lubang hitam di Andromeda adalah
tanpa keraguan, adalah bagian penting dari legendanya. Ini membuat kami sangat
yakin bahwa pusat benda hitam lainnya yang terdeteksi ada di dalam
galaksi-galaksi adalah juga lubang hitam.”
“Sekarang kami telah membuktikan bahwa lubang
hitam merupakan pusat dari piringan bintang-bintang biru, formasi
bintang-bintang ini menjadi sulit dipahami,” Bender menambahkan. “Gas yang
berasal dari bintang-bintang mestinya berputar sekeliling lubang hitang dengan
sangat cepat – dan yang dekat dengan lubang hitam lebih cepat berputarnya
dibandingkan dengan yang terletak jauh – formasi bintang-bintang itu terlihat
hampir mustahil. Tetapi bintang-bintang itu nyata ada di sana.”
Lubang hitam inti aktif dari sebuah galaksi dan
piringan bintang bukan hanya bagian dari arsitektur dari inti Andromeda. Tim
yang dipimpin oleh Lauer dan Faber menggunakan Hubble pada 1993 menemukan bahwa
galaksi muncul memiliki dua kumpulan bintang pada pusatnya. Penemuan ini
mengejutkan, karena dua kumpulan harus bergabung menjadi satu hanya dalam
beberapa ratus ribu tahun saja. Scott Tremaine dari Universtias Princeton
memecahkan masalah ini dengan memperkirakan bahwa “nuklir ganda” sebetulnya
adalah sebuah cincin lama, bintang merah. Cincin itu terlihat seperti dua
kumpulan bintang karena para astronom hanya melihat bintang pada unjung
berlawanan dari cincin itu. Cincin ini kira-kira lima tahun cahaya dari lubang
hitam dan dikelilingi piringan bintang biru. Piringan dan cincin ini miring
pada sudut yang sama jika dilihat dari Bumi, perkiraannya bahwa mereka
mempunyai hubungan.
Walaupun astronom terkejut menemukan piringan
bintang biru berputar di sekitar lubang hitam super raksasa, mereka juga
mengatakan arsitektur yang membingungkan itu mungkin bukan hal yang luar biasa.
“Inti yang dinamis pada galaksi yang bertetangga
ini mungkin hal yang biasa daripada yang kita kira,” Lauer menjelaskan. “Bima
Sakti kita jelas memiliki bintang-bintang yang lebih muda dekat pada lubang
hitamnya sendiri. Kelihatannya tidak seperti dua galaksi besar yang sangat
dekat harus mempunyai aktivitas aneh ini. Maka itu, sifat ini bukan merupakan
pengecualian tetapi merupakan aturan. Dan kita telah menemukan galaksi-galaksi
lain yang memiliki nukleus ganda.”
Tidak ada komentar:
Posting Komentar