Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Lubang Hitam Memakan Bintang yang Lewat Terekam Dekat oleh Astronom

Kembali pada bulan Maret 2021, sebuah bintang di galaksi yang berjarak 250 juta tahun cahaya terlihat mengalami hari yang mengerikan, mengerikan, tidak baik, sangat buruk.

Itu dia, mengurus urusannya sendiri, ketika tersedot ke dalam sumur gravitasi lubang hitam supermasif, dan tercabik-cabik. Kami tahu ini karena banyak teleskop melihatnya dari Bumi, saat cahaya dari peristiwa tersebut berkobar di seluruh Alam Semesta.

Ini adalah peristiwa terdekat kelima – dikenal sebagai peristiwa gangguan pasang surut – yang pernah ditangkap, dan kekayaan data yang diperoleh dapat membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana lubang hitam 'makan'.

"Peristiwa gangguan pasang surut adalah semacam laboratorium kosmik," kata astronom Suvi Gezari dari Space Telescope Science Institute. "Mereka adalah jendela kita untuk memberi makan waktu nyata dari lubang hitam besar yang bersembunyi di pusat galaksi."

Peristiwa gangguan pasang surut cukup langka, tetapi kami telah melihat cukup banyak untuk memiliki pemahaman yang cukup rinci tentang apa yang terjadi ketika sebuah bintang membelok terlalu dekat dengan lubang hitam. Begitu bintang terperangkap dalam medan gravitasi lubang hitam, gaya pasang surut meregang dan menariknya hingga terpisah (itulah bagian "gangguan").

Nyali bintang yang terpotong-potong kemudian mengalir di sekitar lubang hitam dengan cara yang kacau, bertabrakan dengan dirinya sendiri dan menghasilkan kejutan yang bersinar dalam berbagai panjang gelombang. Proses ini tidak instan, tetapi bisa memakan waktu berminggu-minggu atau berbulan-bulan dan saat lubang hitam melahap puing-puing bintang.

Puing-puing membentuk piringan yang mengorbit di sekitar lubang hitam, jatuh (atau "bertambah") ke atasnya dari tepi bagian dalam. Saat material jatuh ke lubang hitam, sebuah struktur yang disebut korona dapat terbentuk di antara tepi dalam piringan akresi dan horizon peristiwa lubang hitam.

Ini adalah wilayah elektron yang sangat panas yang diperkirakan ditenagai oleh medan magnet lubang hitam, yang bertindak seperti sinkrotron untuk mempercepat elektron ke energi tinggi sehingga bersinar terang dalam panjang gelombang sinar-X.

Kemudian semburan plasma yang kuat diluncurkan dari daerah kutub lubang hitam, menembakkan materi korona ke arah yang berlawanan, terkadang dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya. Pancaran astrofisika ini diperkirakan terbentuk saat materi dipercepat di sepanjang garis medan magnet di luar cakrawala peristiwa lubang hitam; ketika mencapai kutub, ledakan itu meledak.

Coronae dan jet tidak diamati untuk semua peristiwa gangguan pasang surut, tetapi ketika terjadi, mereka biasanya terlihat bersama. Jadi, ketika Zwicky Transient Facility menangkap kilatan terang dari peristiwa gangguan pasang surut pada 1 Maret 2021, yang kemudian diberi nama AT2021ehb, NASA mengalihkan observatorium sinar-X NICER dan Observatorium Swift (sinar-X, sinar gamma, dan radiasi ultraviolet) untuk mengamati evolusi acara dengan harapan menangkap sesuatu yang menarik. Kemudian, 300 hari setelah deteksi Zwicky, observatorium sinar-X NuSTAR ikut bersenang-senang.

Sinar X-ray, ultraviolet, optik, dan radio yang dipancarkan dari peristiwa tersebut selama 430 hari mengungkapkan bahwa biang keladinya adalah lubang hitam yang memiliki massa sekitar 10 juta kali massa Matahari. Sejauh ini biasa saja.

Tapi, yah, ada yang aneh. Tidak ada tanda-tanda jet telah terdeteksi oleh salah satu observatorium. Namun pengamatan NuSTAR mengungkapkan adanya korona. Dan perbedaan yang aneh ini, kata para ilmuwan, sangat menarik.

"Kami belum pernah melihat peristiwa gangguan pasang surut dengan emisi sinar-X seperti ini tanpa kehadiran jet, dan itu benar-benar spektakuler karena itu berarti kami berpotensi menguraikan apa yang menyebabkan jet dan apa yang menyebabkan coronae," kata astronom Yuhan Yao dari Caltech.

"Pengamatan kami terhadap AT2021ehb sesuai dengan gagasan bahwa medan magnet ada hubungannya dengan bagaimana korona terbentuk, dan kami ingin tahu apa yang menyebabkan medan magnet itu menjadi begitu kuat."

Target seperti AT2021ehb menjadi laboratorium yang sangat baik untuk mempelajari pembentukan dan evolusi piringan akresi dan korona secara waktu nyata; dan di mana ada satu, mungkin ada lebih banyak. Para peneliti berharap bahwa mereka akan dapat menemukan lebih banyak peristiwa gangguan pasang surut seperti itu di masa depan, yang mengarah pada jawaban tentang peran medan magnet dalam pembentukan korona dan jet.

Hari yang buruk bagi sebuah bintang 250 juta tahun yang lalu akhirnya menjadi hari yang sangat, sangat baik bagi para astronom manusia.