Hubble Potret Lubang Hitam Memutar Bintang menjadi Berbentuk Donat Saking Tariknya

Urutan ilustrasi artis ini menunjukkan bagaimana lubang hitam dapat melahap bintang yang lewat. 1. Bintang biasa lewat di dekat lubang hitam supermasif di pusat galaksi. 2. Gas terluar bintang ditarik ke dalam medan gravitasi lubang hitam. 3. Bintang tercabik-cabik saat gaya pasang surut memisahkannya. 4. Sisa-sisa bintang ditarik ke dalam cincin berbentuk donat di sekitar lubang hitam, dan pada akhirnya akan jatuh ke dalam lubang hitam, melepaskan sejumlah besar radiasi cahaya dan energi tinggi. Kredit: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Lubang hitam adalah pengumpul, bukan pemburu. Mereka berbaring menunggu sampai bintang malang lewat. Ketika bintang cukup dekat, cengkeraman gravitasi lubang hitam dengan keras merobeknya dan dengan sembarangan melahap gasnya sambil mengeluarkan radiasi yang kuat.

Para astronom yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA telah merekam momen-momen terakhir sebuah bintang secara mendetail saat ia ditelan oleh lubang hitam.

Ini disebut "peristiwa gangguan pasang surut." Tapi kata-katanya memungkiri kekerasan mentah yang kompleks dari pertemuan lubang hitam. Ada keseimbangan antara gravitasi lubang hitam yang menarik benda-benda bintang, dan material hembusan radiasi keluar. Dengan kata lain, lubang hitam adalah pemakan yang berantakan. Para astronom menggunakan Hubble untuk mencari tahu detail tentang apa yang terjadi ketika sebuah bintang yang tersesat jatuh ke dalam jurang gravitasi.

Hubble tidak dapat memotret kekacauan peristiwa pasang surut AT2022dsb dari dekat, karena bintang yang dikunyah itu berjarak hampir 300 juta tahun cahaya di inti galaksi ESO 583-G004. Tetapi para astronom menggunakan kepekaan ultraviolet Hubble yang kuat untuk mempelajari cahaya dari bintang yang tercabik-cabik, yang meliputi hidrogen, karbon, dan banyak lagi. Spektroskopi memberikan petunjuk forensik untuk pembunuhan lubang hitam.

Sekitar 100 peristiwa gangguan pasang surut di sekitar lubang hitam telah terdeteksi oleh para astronom menggunakan berbagai teleskop. NASA baru-baru ini melaporkan bahwa beberapa observatorium ruang angkasa berenergi tinggi melihat peristiwa gangguan pasang surut lubang hitam lainnya pada 1 Maret 2021, dan itu terjadi di galaksi lain. Tidak seperti pengamatan Hubble, data dikumpulkan dalam cahaya sinar-X dari korona yang sangat panas di sekitar lubang hitam yang terbentuk setelah bintang itu terkoyak.

"Namun, peristiwa pasang surut yang diamati dalam sinar ultraviolet masih sangat sedikit mengingat waktu pengamatan. Ini sangat disayangkan karena banyak informasi yang bisa Anda dapatkan dari spektrum ultraviolet," kata Emily Engelthaler dari Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CFA) di Cambridge, Massachusetts. "Kami senang karena kami bisa mendapatkan detail tentang apa yang dilakukan puing-puing. Peristiwa pasang surut dapat memberi tahu kami banyak hal tentang lubang hitam." Perubahan kondisi bintang terkutuk terjadi dalam urutan hari atau bulan.

Untuk galaksi mana pun dengan lubang hitam supermasif diam di pusatnya, diperkirakan penghancuran bintang hanya terjadi beberapa kali dalam setiap 100.000 tahun.

Peristiwa ngemil bintang AT2022dsb ini pertama kali ditangkap pada 1 Maret 2022 oleh All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN atau "Assassin"), sebuah jaringan teleskop berbasis darat yang mensurvei langit ekstragalaktik kira-kira seminggu sekali untuk mencari kekerasan., variabel, dan peristiwa sementara yang membentuk alam semesta kita. Tabrakan energik ini cukup dekat dengan Bumi dan cukup terang bagi para astronom Hubble untuk melakukan spektroskopi ultraviolet selama periode waktu yang lebih lama dari biasanya.

"Biasanya, peristiwa ini sulit untuk diamati. Anda mungkin mendapatkan beberapa pengamatan di awal gangguan saat benar-benar cerah. Program kami berbeda karena dirancang untuk melihat beberapa peristiwa pasang surut selama setahun untuk melihat apa yang terjadi," kata Peter Maksym dari CfA. "Kami melihat ini cukup awal sehingga kami dapat mengamatinya pada tahap akresi lubang hitam yang sangat intens ini. Kami melihat tingkat akresi menurun seiring waktu."

Data spektroskopi Hubble ditafsirkan berasal dari area gas berbentuk donat yang sangat terang, panas, yang pernah menjadi bintang. Daerah ini, yang dikenal sebagai torus, berukuran sebesar tata surya dan berputar mengelilingi lubang hitam di tengahnya.

"Kami sedang mencari di suatu tempat di tepi donat itu. Kami melihat angin bintang dari lubang hitam menyapu permukaan yang diproyeksikan ke arah kami dengan kecepatan 20 juta mil per jam (tiga persen kecepatan cahaya), "ucap Maksim. 

"Kami benar-benar masih memikirkan acara tersebut. Anda merobek bintangnya dan kemudian ada materi yang masuk ke lubang hitam. Jadi Anda punya model di mana Anda pikir Anda tahu apa yang sedang terjadi, dan kemudian Anda memiliki apa yang sebenarnya Anda lihat. Ini adalah tempat yang menarik bagi para ilmuwan: tepat di antarmuka yang diketahui dan yang tidak diketahui."

Hasilnya dilaporkan pada pertemuan ke-241 American Astronomical Society di Seattle, Washington.