Sebuah Lubang Hitam Terisolasi Berkeliaran di Galaksi Bimasakti

Menurut sifatnya, lubang hitam tidaklah terlihat, kecuali bagian dari bintang biner atau dikelilingi oleh piringan akresi. Untuk pertama kalinya, Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA telah menawarkan bukti kuat keberadaan lubang hitam tunggal yang berkeliaran di ruang antarbintang setelah enam tahun pengamatan yang cermat. Lubang hitam ini terletak sekitar 5.000 tahun cahaya berada di lengan spiral Carina-Sagitarius galaksi kita.

Jika seperti yang diyakini oleh para astronom bahwa kematian bintang besar meninggalkan lubang hitam, maka seharusnya ada ratusan juta lubang hitam yang tersebar di seluruh galaksi Bimasakti. Masalahnya, lubang hitam yang terisolasi tidaklah terlihat.

Sebuah tim astronom yang dipimpin oleh University of California, Berkeley, untuk pertama kalinya menemukan apa yang mungkin merupakan lubang hitam yang mengambang bebas dengan mengamati kecerahan bintang yang lebih jauh karena cahayanya terdistorsi oleh medan gravitasi objek yang kuat - yang disebut pelensaan mikro gravitasi.

Sebuah makalah yang menjelaskan penemuan itu telah diterima untuk dipublikasikan di Astrophysical Journal. Anda dapat mempelajarinya di arXiv yang diterbitkan pada 25 Mei 2022 dengan judul An Isolated Stellar-Mass Black Hole Detected Through Astrometric Microlensing.

Lubang hitam ini memiliki massa hanya 7,1 kali massa matahari, sehingga para astronom menjulukinya sebagai lubang hitam 'massa bintang'.

“Kemungkinan besar ada banyak objek ini di Bimasakti, tetapi mereka sangat sulit dideteksi karena tidak memancarkan cahaya. Milik kita adalah yang pertama diidentifikasi berdasarkan lubang hitam yang membelokkan gambar bintang latar belakang yang dilewatinya dari dekat.” kata Howard Bond, seorang astronom dari Penn State.

"Ini adalah lubang hitam atau bintang neutron mengambang bebas pertama yang ditemukan dengan pelensaan mikro gravitasi," kata Jessica Lu, seorang profesor astronomi UC Berkeley. "Dengan pelensaan mikro, kami dapat menyelidiki objek-objek yang sepi dan padat ini dan menimbangnya. Saya pikir, kita telah membuka jendela baru ke objek-objek gelap ini yang tidak dapat dilihat dengan cara lain."

Lubang hitam yang berkeliaran di galaksi kita berasal dari bintang mengerikan yang langka, setidaknya 20 kali lebih besar dari matahari kita. Bintang-bintang ini meledak sebagai supernova, dan inti yang tersisa dihancurkan oleh gravitasi ke dalam lubang hitam. Lubang hitam mungkin menerima tendangan karena peledakan diri tidak sepenuhnya simetris dan meluncur melalui galaksi kita seperti bola meriam yajnhnmnmng ditiup.

Penemuan ini dibuat dalam survei yang bertujuan untuk mengidentifikasi lubang hitam terisolasi oleh Kailash Sahu dari Space Telescope Science Institute di Baltimore, Maryland, bersama dengan timnya. Karena gravitasi objek latar depan yang lewat di depan bintang yang jauh, cahaya bintang latar tiba-tiba dibelokkan dan diperkuat saat lewat di depannya. Fenomena tersebut yang dikenal sebagai pelensaan mikro gravitasi, digunakan untuk memeriksa bintang dan planet ekstrasurya di antara sekitar 20.000 contoh yang telah diamati sejauh ini di dalam galaksi kita.

Gravitasi lubang hitam yang sangat kuat akan memperpanjang durasi peristiwa pelensaan hingga lebih dari 200 hari. Tim menggunakan Hubble untuk mengukur jumlah defleksi gambar bintang latar belakang oleh lubang hitam. Hubble memiliki presisi ekstrem yang diperlukan untuk pengamatan semacam itu. Gagasan tentang bintang itu, ia berjarak dua milidetik dari tempat yang seharusnya.

Teknik ini menawarkan informasi penting tentang massa, jarak, dan kecepatan lubang hitam. Tim memperkirakan massa lubang hitam sekitar tujuh massa matahari berdasarkan jumlah defleksi yang disebabkan oleh pembelokan ruang yang parah. Lubang hitam yang terisolasi mempercepat kosmos dengan kecepatan 90.000 mil per jam. Itu lebih cepat daripada kebanyakan bintang lain di lingkungan terdekat galaksi kita.

“Lensa mikro astrometri secara konseptual sederhana tetapi secara observasi sangat sulit. Ini adalah satu-satunya teknik untuk mengidentifikasi lubang hitam yang terisolasi.” kata Sahu. “Deteksi lubang hitam yang terisolasi akan memberikan wawasan baru tentang populasi objek-objek ini di Bimasakti kita.”

Menentukan berapa banyak benda padat yang menghuni galaksi Bimasakti akan membantu para astronom memahami evolusi bintang - khususnya, bagaimana mereka mati - dan galaksi kita, serta mungkin mengungkapkan apakah ada lubang hitam tak terlihat yang merupakan lubang hitam purba, yang menurut beberapa ahli kosmologi diproduksi dalam jumlah besar selama Big Bang.