Astronom Mengungkap Lubang Hitam Raksasa di "Cosmic Horseshoe"

Para astronom menemukan lubang hitam raksasa dengan massa 36 miliar kali Matahari di dalam sistem Cosmic Horseshoe, sebuah fenomena lensa gravitasi di konstelasi Leo.(NASA/ESA)

PARA astronom menemukan lubang hitam raksasa dengan massa setara 36 miliar matahari yang bersembunyi di dalam sistem "Cosmic Horseshoe." Objek kolosal ini menjadi salah satu lubang hitam terbesar yang pernah terdeteksi.

Cosmic Horseshoe pertama kali ditemukan tahun 2007 dan merupakan sistem yang terdiri dari dua galaksi di konstelasi Leo. Gambar dari sistem ini menunjukkan cincin cahaya mengelilingi galaksi latar depan, LRG 3-757. Fenomena ini dikenal sebagai Einstein ring, yang terjadi ketika massa besar sebuah galaksi membelokkan dan memperbesar cahaya dari galaksi yang lebih jauh di belakangnya.

Jenis pembesaran ini disebut gravitational lensing (lensa gravitasi) dan pertama kali diprediksi oleh Albert Einstein tahun 1915. Penelitian terbaru kini mengungkap sumber massa besar yang menyebabkan pembelokan cahaya ini berasal dari lubang hitam ultramassif di pusat LRG 3-757. Hasil penelitian ini dipublikasikan pada 19 Februari di server prapublikasi arXiv, meskipun belum melalui proses tinjauan sejawat.

Lubang Hitam dan Ruang-Waktu

Teori relativitas umum Einstein menjelaskan bagaimana objek bermassa besar dapat melengkungkan struktur alam semesta yang disebut ruang-waktu. Einstein menemukan gravitasi bukanlah gaya yang tak terlihat, melainkan hasil dari kelengkungan ruang-waktu akibat keberadaan massa dan energi.

Kelengkungan ini menentukan bagaimana energi dan materi bergerak. Cahaya yang biasanya bergerak lurus akan ikut membelok saat melewati ruang-waktu yang sangat melengkung, seperti di sekitar galaksi masif, sehingga membentuk cincin cahaya.

Untuk mengungkap keberadaan lubang hitam di Cosmic Horseshoe, para astronom menganalisis data dari instrumen Multi Unit Spectroscopic Explorer di Gurun Atacama, Cile, serta gambar dari Teleskop Luar Angkasa Hubble. Dengan mengamati bagaimana lensa gravitasi terjadi di LRG 3-757—yang memiliki massa 100 kali lipat dari Bima Sakti—serta gerakan bintang di sekitarnya, para peneliti menyimpulkan bahwa keberadaan lubang hitam ultramassif "diperlukan untuk menjelaskan kedua kumpulan data secara bersamaan."

Salah Satu Lubang Hitam Terbesar yang Pernah Ada

Dengan temuan ini, lubang hitam LRG 3-757 masuk dalam jajaran yang terbesar di alam semesta. Rekor terbesar saat ini masih dipegang oleh Ton 618, yang memiliki massa sekitar 66 miliar kali matahari dan membentang hingga 40 kali jarak antara Neptunus dan Matahari. Sementara itu, lubang hitam di pusat gugus galaksi Holm 15A memiliki massa 44 miliar kali matahari dengan ukuran hingga 30 kali jarak Neptunus-Matahari.

Para astronom belum mengetahui secara pasti bagaimana lubang hitam raksasa di LRG 3-757 terbentuk. Namun, bintang-bintang yang mengorbit di sekitarnya bergerak relatif lambat dan pola pergerakannya tidak acak, yang cukup tidak biasa untuk lubang hitam seukuran ini.

Ada beberapa kemungkinan penyebab fenomena ini. Salah satunya, bintang-bintang di sekitar lubang hitam mungkin telah terlempar keluar akibat penggabungan galaksi di masa lalu. Kemungkinan lain, lubang hitam ini dulu memiliki semburan energi kuat yang menghentikan pembentukan bintang baru. Atau mungkin, lubang hitam ini telah "melahap" banyak bintang di sekitarnya pada tahap awal pembentukannya.

Masa Depan Penelitian

Para astronom berharap dapat menemukan lebih banyak jawaban melalui pengamatan Teleskop Luar Angkasa Euclid, yang saat ini memasuki tahun pertama dari misi enam tahunnya. Euclid bertujuan memetakan sepertiga dari langit malam dengan menangkap ribuan gambar sudut lebar. Secara keseluruhan, teleskop ini akan mengamati lebih dari satu miliar galaksi yang berusia hingga 10 miliar tahun, menurut Badan Antariksa Eropa (ESA).

Setelah data terkumpul, para peneliti akan menggunakan gambar Euclid untuk membuat dua peta: satu yang memuat banyak Einstein ring, dan satu lagi yang menunjukkan gelombang kejut yang disebut baryon acoustic oscillations. Peta ini akan membantu ilmuwan melacak materi gelap dan energi gelap—dua komponen misterius yang diyakini menyusun sebagian besar alam semesta serta menyebabkan percepatan ekspansinya.

"Misi Euclid diperkirakan akan menemukan ratusan ribu lensa gravitasi dalam lima tahun ke depan," tulis para peneliti dalam studi tersebut. "Era penemuan baru ini diharapkan dapat memperdalam pemahaman kita tentang evolusi galaksi dan interaksi antara materi biasa dan materi gelap." (Live Science/Z-2)