Sebuah tim internasional ahli astrofisika telah menemukan bukti bahwa alam semesta mendaur ulang lubang hitammenggabungkannya menjadi bentuk yang lebih besar. Gelombang gravitasi yang tercatat dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa beberapa lubang hitam terberat di dalam gugus bintang menunjukkan tanda-tanda yang jelas bahwa mereka adalah lubang hitam “generasi kedua”—hasil tabrakan di masa lalu—dan karena itu tidak mungkin berasal dari runtuhnya sebuah bintang masif.
Lubang Hitam yang Mustahil
Teori evolusi bintang menjelaskan bahwa, di akhir masa hidup bintang paling masif, inti bintang akan terkompresi hingga membentuk titik yang sangat padat sehingga melengkungkan ruang-waktu hingga tak terhingga. Ini adalah lubang hitam klasik, dengan massa 10 hingga 40 kali massa Matahari. Ada juga lubang hitam supermasif, di pusat galaksi, dengan jutaan atau miliaran massa matahari, yang asal usulnya terkait dengan proses yang terjadi pada masa-masa awal alam semesta.
Di antara kedua ekstrem ini terdapat kategori yang diperebutkan: lubang hitam dengan massa antara 40 dan 100 massa matahari. Mereka terlalu berat untuk dilahirkan setelah kematian sebuah bintang, namun mereka tidak mencapai dimensi yang diperlukan untuk muncul dari keruntuhan awan materi raksasa. Fisika bintang konvensional menganggapnya “mustahil”, namun sering kali muncul dalam pendeteksian.
Lubang hitam berukuran “normal”, terisolasi di luar angkasa.
Para ahli astrofisika berpendapat bahwa lubang hitam masif ini dapat terbentuk melalui penggabungan dua atau lebih objek ultrapadat yang lebih kecil. Idenya masuk akal, tapi perlu bukti. Sampai saat ini, belum ada cara untuk mendapatkannya.
Kemudian detektor gelombang gravitasi muncul. Instrumen ini menggunakan laser untuk mengukur distorsi mikro ruang-waktu yang dihasilkan oleh tumbukan benda-benda yang sangat padat. Deteksi pertama pada tahun 2015 mengkonfirmasi penggabungan antar lubang hitam. Sejak itu, setiap sinyal baru memungkinkan karakterisasi struktur ini lebih baik dan mengungkapkan bahwa tabrakan ini terjadi jauh lebih sering daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Tanda Tangan Generasi Kedua
Studi tersebut, diterbitkan bulan ini di Astronomi Alammenganalisis katalog sementara gelombang gravitasi yang dihasilkan oleh tiga observatorium terkemuka di dunia. Basis data tersebut mencakup 153 deteksi penggabungan lubang hitam yang andal. Di antara mereka, 34 berhubungan dengan benda-benda berat.
Dengan membandingkan semua sinyal, tim mengidentifikasi dua populasi berbeda. Lubang hitam yang lebih ringan, hingga sekitar 40 massa matahari, menunjukkan putaran kecil dan selaras, seperti yang diperkirakan pada objek yang lahir dari runtuhnya sebuah bintang. Namun dari titik tertentu, sekitar 45 massa matahari, muncul populasi yang sama sekali berbeda: lubang hitam yang lebih berat, berputar dengan cepat dan ke arah yang kacau—sebuah tanda statistik yang hanya dapat muncul jika objek tersebut telah berpartisipasi dalam penggabungan sebelumnya.
“Ini adalah tanda persis yang Anda harapkan jika lubang hitam berulang kali bergabung menjadi gugus bintang yang padat,” kata Isobel M. Romero-Shaw, salah satu penulis penelitian tersebut, dalam sebuah pernyataan. penyataan dari Universitas Cardiff.
Sejauh ini para peneliti belum mengamati secara langsung satu pun dari lubang hitam yang “mustahil” tersebut. Mereka tidak muncul dalam sinar-X atau dalam spektrum tampak, tidak seperti yang supermasif. Namun, tabrakan mereka menggetarkan ruang-waktu, dan getaran tersebut mengungkap massa yang tidak dapat dijelaskan oleh fisika bintang.
Studi ini menunjukkan bahwa lubang hitam terberat terbentuk, bukan dilahirkan. Mereka muncul dari tabrakan generasi sebelumnya, yang terjadi di lingkungan terpadat di kosmos.
Cerita ini pertama kali muncul di KABEL dalam bahasa Spanyol dan telah diterjemahkan dari bahasa Spanyol.
