Jutaan Lubang Hitam Bersembunyi di Bimasakti, Bagaimana Menemukannya?

Galaksi Bimasakti berkumpul di atas ALMA. (P. Horálek/ESO)

Liputan6.com, Jakarta - "Sudah waktunya untuk menemukan semua Lubang Hitam yang tersembunyi," inilah argumen yang dikemukakan oleh sepasang ahli astrofisika Jepang, yang menulis makalah tentang pengusulan pencarian jutaan "Lubang Hitam Terisolasi" (IBHs) yang kemungkinan mengisi Bimasakti.

Lubang-lubang Hitam ini, yang hilang dalam kegelapan, menyedot materi dari medium antarbintang --debu dan benda-benda lain yang mengambang di antara bintang-bintang. Namun, proses itu tidak efisien dan banyak semburan yang dilontarkan ke angkasa luar dengan kecepatan tinggi.

Ketika arus tersebut berinteraksi dengan lingkungan sekitar, menurut para peneliti, itu akan menghasilkan gelombang radio yang dapat dideteksi oleh teleskop radio di Bumi.

Jika para astronom dapat menyaring gelombang itu dari semua keriuhan yang ada di seluruh galaksi, mereka mungkin dapat menemukan Lubang Hitam yang tak terlihat ini.

"Cara naif untuk mengamati IBH adalah melalui emisi sinar-X mereka," tulis para peneliti dalam makalah yang belum secara resmi ditinjau dan yang tersedia sebagai paracetak di arXiv pada 1 Juli 2019, seperti dikutip dari Live Science, Kamis (1/8/2019).

Mengapa harus memakai trik demikian?

Sebab saat Lubang Hitam menghisap benda-benda dari antariksa, materi di pinggirannya berakselerasi dan membentuk apa yang dikenal sebagai cakram (disk) akresi.

Materi dalam piringan itu bergesekan dengan dirinya sendiri saat ia berputar searah event horizon (perbatasan dalam ruang-waktu, suatu daerah disekitar Lubang Hitam yang tidak dapat memengaruhi material yang berada di luar), memuntahkan sinar-X dalam proses tersebut.

Namun, IBH yang ukurannya lebih kecil dibandingkan dengan Lubang Hitam Supermasif, tidak memancarkan banyak sinar-X dengan cara ini.

Tidak ada cukup materi atau energi dalam cakram akresi mereka untuk membuat penanda X-ray besar. Sedangkan pencarian yang dilakukan pada masa lalu untuk IBH menggunakan sinar-X, gagal menghasilkan hasil yang konklusif.

"Arus keluar ini mungkin dapat membuat IBH terdeteksi dalam panjang gelombang lain," tulis para peneliti, Daichi Tsuna dari University of Tokyo dan Norita Kawanaka dari Kyoto University.

"Semburan yang keluar dapat berinteraksi dengan materi di sekitarnya dan menciptakan guncangan tanpa tabrakan yang kuat. Guncangan ini dapat memperkuat medan magnet dan mempercepat elektron di sekitar IBH, dan elektron ini memancarkan radiasi synchrotron dalam panjang gelombang radio," imbuh mereka.

Dengan kata lain, semburan yang meluncur melalui media antarbintang harus membuat elektron bergerak dengan kecepatan yang menghasilkan gelombang radio.

2 dari 3 halaman

Terdapat Sumber Energi Besar?

Foto Hubble — Kumpulan bintang Galaksi Bimasakti yang tertangkap teleskop Hubble (Sumber: NASA)

"Makalah yang menarik," kata Simon Portegies Zwart, seorang astrofisika di Leiden University di Belanda, yang tidak terlibat dalam penelitian Tsuna dan Kawanaka. Portegies Zwart juga telah mempelajari IBH, yang juga dikenal sebagai 'Lubang Hitam Menengah' (IMBH).

"Itu akan menjadi cara yang bagus untuk menemukan IMBH," ucap Portegies Zwart kepada Live Science. "Saya pikir dengan LOFAR (Low-Frequency Array in the Netherlands), penelitian semacam itu seharusnya sudah dimungkinkan, tetapi sensitivitasnya dapat menimbulkan masalah."

IBH, Portegies Zwart menjelaskan, dianggap sebagai 'mata rantai yang hilang' antara dua jenis Lubang Hitam yang dapat dideteksi para astronom: lubang hitam bermassa bintang yang bisa dua atau (mungkin) 100 kali ukuran matahari, dan Lubang Hitam Supermasif --pelahap raksasa yang hidup di inti galaksi dan ukurannya ratusan ribu kali dari matahari.

Lubang Hitam bermassa bintang kadang-kadang terdeteksi dalam sistem biner yang punya bintang biasa, karena sistem biner dapat menghasilkan gelombang gravitasi dan bintang pendamping dapat menyediakan bahan bakar untuk semburan sinar-X besar.

Selain itu, Lubang Hitam Supermasif memiliki cakram akresi yang memancarkan begitu banyak energi, sehingga para astronom dapat mendeteksi dan memotretnya.

Namun, IBH jauh lebih sulit untuk ditemukan. Ada beberapa benda di ruang angkasa yang diduga merupakan IBH, tetapi hasilnya tidak pasti.

3 dari 3 halaman

Pakai Alat Canggih

Sebuah simulasi komputer mengenai pertemuan lubang hitam (NASA Jet Propulsion Laboratory)

Penelitian sebelumnya, termasuk makalah 2017 dalam jurnal Monthly Noticeices dari Royal Astronomical Society yang ditulis bersama Portegies Zwart, menunjukkan jutaan Lubang Hitam mungkin saja bisa bersembunyi di Bimasakti.

Tsuna dan Kawanaka menulis bahwa prospek terbaik untuk menjalankan survei radio untuk IBH harus melibatkan penggunaan Square Kilometer Array (SKA), teleskop radio multi-bagian yang hendak dibangun di Afrika Selatan dan Australia.

Alat ini diharapkan memiliki total area pengumpulan gelombang radio sebesar 1 kilometer persegi (0,39 mil persegi). Para peneliti memperkirakan, setidaknya 30 IBH memancarkan gelombang radio yang bisa ditangkap oleh SK, yang diklaim mampu mendeteksi selama pencarian tahap pertama --dijadwalkan untuk tahun 2020.

Di satu sisi, para ilmuwan tersebut menulis, SKA (dijadwalkan mulai beroperasi pada pertengahan 2020-an) harus dapat mendeteksi hingga 700.

SKA tidak hanya dapat melihat gelombang radio dari IBH, tetapi juga bisa memperkirakan jarak keberadaan IBH secara tepat.