Penelitian baru mungkin membawa kabar buruk bagi para ilmuwan yang mengira mereka telah menemukan lubang hitam “mata rantai yang hilang” di gugus bintang padat Bima Sakti.
Temuan baru ini menyiratkan bahwa, bukan massa menengah yang langka lubang hitamterdapat sekelompok lubang hitam bermassa bintang di dalamnya Omega Centaurdiyakini sebagai sisa-sisa galaksi kuno yang dikanibal oleh Bima Sakti.
“Perburuan lubang hitam bermassa menengah yang sulit dipahami terus berlanjut,” kata anggota tim studi Justin Read, ilmuwan di Universitas Surrey di Inggris. “Mungkin masih ada satu di pusat Omega Centauri, namun penelitian kami menunjukkan bahwa ia pasti berukuran kurang dari 6.000 kali massa Matahari dan hidup berdampingan dengan sekelompok lubang hitam bermassa bintang.”
Para astronom pertama kali mendapat informasi tentang kemungkinan adanya lubang hitam di Omega Centauri, yang diperkirakan berisi 10 juta bintang, ketika mereka menyadari bahwa beberapa bintang tersebut bergerak lebih cepat dari yang diperkirakan.
Terkait: Para ilmuwan menemukan 2 bintang yang mengorbit lubang hitam supermasif di galaksi kita secara berurutan – dan mereka mungkin menunjukkan jenis planet yang belum pernah terlihat sebelumnya.
Tahun lalu, tim astronom melakukan penyelidikan dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble dan percaya bahwa mereka menemukan lubang hitam bermassa menengah dengan massa setara dengan sekitar 8.200 matahari.
Namun, analisis ulang terhadap gugus bintang tersebut menunjukkan bahwa hal tersebut mungkin tidak terjadi.
Mengapa lubang hitam 'mata rantai yang hilang' itu penting?
Seperti namanya, lubang hitam bermassa menengah menempati wilayah antara lubang hitam bermassa bintang (dengan massa 10 hingga 1.000 massa matahari) dan lubang hitam supermasif yang berada di jantung galaksi, dengan massa setara dengan jutaan atau bahkan miliaran matahari.
Penemuan lubang hitam bermassa menengah yang begitu dekat dengan Bumi merupakan hal yang menarik karena lubang hitam ini, yang dianggap sebagai mata rantai penting dalam rantai penggabungan yang membantu lubang hitam mencapai status supermasif, sangat sulit dipahami. Hal ini terlepas dari kenyataan bahwa para ilmuwan berpendapat bahwa hal tersebut seharusnya umum terjadi di alam semesta.
Hal ini karena, seperti semua lubang hitam, mereka dibatasi oleh permukaan memerangkap cahaya satu arah yang disebut cakrawala peristiwa. Ini berarti lubang hitam hanya dapat dilihat ketika dikelilingi oleh materi yang mereka makan untuk tumbuh, dan memanas dengan gaya pasang surut untuk menghasilkan cahaya terang.
Lubang hitam perantara dianggap “terhenti” atau “membeku dalam waktu”, karena kekurangan gas dan debu di sekitarnya sebagai sumber makanan. Ini juga berarti mereka tidak terlihat, karena satu-satunya cara untuk menyimpulkan keberadaan mereka adalah pengaruh gravitasi mereka terhadap bintang-bintang di sekitar mereka.
Interaksi dengan gravitasi lubang hitam bermassa menengah di jantung Omega Centauri diperkirakan telah mempercepat bintang-bintang di pusat gugus padat ini hingga mencapai kecepatan tinggi.
“Kita telah lama mengetahui tentang lubang hitam supermasif di pusat galaksi dan lubang hitam bermassa bintang yang lebih kecil di galaksi kita,” kata anggota tim dan peneliti Instituto de Astrofísica de Canarias Andrés Bañares Hernández dalam sebuah pernyataan.
“Namun, gagasan tentang lubang hitam bermassa menengah, yang dapat menjembatani kesenjangan antara kedua ekstrem ini, masih belum terbukti,” tambahnya. “Dengan mempelajari Omega Centauri – sisa galaksi kerdil – kami dapat menyempurnakan metode kami dan mengambil langkah maju dalam memahami apakah lubang hitam tersebut ada dan apa perannya dalam evolusi gugus bintang dan galaksi.
“Pekerjaan ini membantu menyelesaikan perdebatan selama dua dekade dan membuka pintu baru untuk eksplorasi di masa depan.”
Penjelasan lain yang mungkin untuk kecepatan bintang yang diamati adalah sekelompok lubang hitam bermassa bintang, yang diperkirakan tumbuh di gugus bintang padat seperti ini.
Namun, para astronom percaya bahwa interaksi dengan bintang lain kemungkinan besar akan “mengeluarkan” lubang hitam yang lebih kecil ini dari sistem ini. Hal ini menyisakan lubang hitam bermassa menengah sebagai penjelasan yang paling mungkin mengenai bintang berkecepatan tinggi di jantung Omega Centauri — hingga saat ini.
Dalam studi baru ini, para peneliti memperhitungkan sumber data penting lainnya ketika mempertimbangkan Omega Centauri, yang mengubah banyak hal secara signifikan.
Menjaga waktu dengan mercusuar kosmik
Data tambahan berasal dari “mercusuar kosmik” yang disebut pulsar.
Pulsar adalah sisa-sisa kosmik yang berputar dengan cepat yang disebut bintang neutron yang terbentuk ketika bintang-bintang masif kehabisan bahan bakar dan runtuh karena gravitasinya sendiri.
Saat bintang-bintang mati ini berputar secepat 700 kali per detik, mereka juga mengeluarkan pancaran radiasi dari kutubnya. Sinar-sinar ini menyapu seluruh alam semesta seperti cahaya dari mercusuar kosmik.
Saat mereka berputar untuk menunjuk Bumipulsar menjadi cerah, membuatnya tampak berdenyut. Karena denyut semu ini sangat periodik ketika dipertimbangkan secara massal dalam apa yang para ilmuwan sebut sebagai susunan waktu pulsar, mercusuar kosmik ini berubah menjadi alat pencatat waktu yang sangat akurat.
Perubahan waktu terjadinya pulsar dapat mengindikasikan adanya medan gravitasi kuat yang mempercepat bintang mati tersebut. Penambahan data pulsar memungkinkan tim menyelidiki medan gravitasi di jantung Omega Centauri secara lebih rinci.
Hal ini memungkinkan tim untuk membedakan antara efek lubang hitam perantara dan sekelompok lubang hitam bermassa bintang. Tim menentukan bahwa alasan terakhir adalah penjelasan yang paling mungkin untuk kecepatan bintang di pusat Omega Centauri.
Tim tidak terlalu kecewa dengan temuan mereka. Read berpendapat bahwa hanya masalah waktu sebelum para astronom mulai menemukan lubang hitam bermassa menengah.
“Ada kemungkinan kita menemukannya [an intermediate-mass black hole] segera,” kata Read. “Semakin banyak percepatan pulsar yang terjadi, memungkinkan kita mengintip pusat gugus bintang padat dan berburu lubang hitam dengan lebih tepat dibandingkan sebelumnya.”
Sementara itu, penelitian tim dapat membantu para astronom lebih memahami mekanisme kelahiran pulsar.
“Itu pembentukan pulsar juga merupakan bidang studi yang aktif, karena sejumlah besar dari mereka baru-baru ini terdeteksi,” Hernández menyimpulkan. “Omega Centauri adalah lingkungan yang ideal untuk mempelajari model pembentukannya, yang telah dapat kami lakukan untuk pertama kalinya dalam penelitian kami. analisa.”
Penelitian tim telah diterima untuk dipublikasikan di jurnal Astronomi & Astrofisika.
Awalnya diposting di Luar Angkasa.com.
