Sebuah Benda Misterius Diseret ke Lubang Hitam di Pusat Galaksi Bima Sakti

Gambar Observatorium Keck dari pusat galaksi menunjukkan X7. Sumber foto: A. Ciurlo dkk. / UCLA GCOI / WM Keck Observatory

Selama beberapa dekade, para astronom telah menyaksikan gumpalan misterius bernama X7 melayang di sekitar lubang hitam supermasif di jantung Bima Sakti, bertanya-tanya dari mana asalnya.

Dengan menganalisis pengamatan selama 20 tahun, tim ilmuwan yang dipimpin oleh astrofisikawan Universitas California Los Angeles Anna Ciurlo telah menemukan transformasi dramatis dalam bentuk X7, yang membentang hampir dua kali panjang awalnya.

Perubahan struktur itu menunjukkan gumpalan aneh itu kemungkinan besar terbuat dari puing-puing yang terlontar selama tabrakan yang relatif baru antara dua bintang. "Tidak ada objek lain di wilayah ini yang menunjukkan evolusi ekstrem seperti itu," jelas Ciurlo.

"Awalnya berbentuk komet dan orang mengira mungkin bentuknya seperti itu dari angin bintang atau semburan partikel dari lubang hitam. Tapi saat kami mengikutinya selama 20 tahun, kami melihatnya menjadi lebih memanjang. Pasti ada sesuatu yang menyebabkan awan ini berada di atasnya. jalur tertentu dengan orientasi khususnya."

Jika memang objeknya adalah awan puing, penemuannya menyoroti beberapa dinamika menarik di pusat galaksi, seperti frekuensi tabrakan bintang, dan efek gravitasi ekstrem. Hanya dalam beberapa tahun saja, awan debu dan gas akan menjadi semakin spageti, dan jatuh ke dalam lubang hitam Sagitarius A* (SgrA*.).

Dengan mempelajari X7 selama beberapa tahun, para peneliti telah mampu menghitung massanya, yang beratnya sekitar 50 kali massa Bumi. Itu mungkin banyak bagi penduduk Bumi, tetapi di luar angkasa itu praktis bersin, bahkan tidak setara dengan seperenam massa Jupiter.

Perubahan posisi awan puing dan kecepatannya juga menunjukkan bahwa ia berada pada orbit elips di sekitar pusat galaksi, dengan jangka waktu sekitar 170 tahun. Atau lebih tepatnya, jika sedikit lebih bersama. Simulasi menunjukkan bahwa itu tidak akan mendapatkan kesempatan untuk menyelesaikan satu orbit pun.

Pendekatan terdekatnya ke Sgr A*, yang dikenal sebagai periastron, diproyeksikan terjadi pada tahun 2036. Pada titik ini, lingkungan gravitasi akan mengoyak awan, meninggalkan sisa-sisa yang tersebar untuk terus mengitari lubang hitam hingga menghilang di luar horizon peristiwanya. Ketika ini akhirnya terjadi, siapa pun yang kebetulan menonton dapat melihat beberapa kembang api.

“Sangat menyenangkan melihat perubahan signifikan dari bentuk dan dinamika X7 dalam detail yang begitu besar dalam skala waktu yang relatif singkat karena gaya gravitasi lubang hitam supermasif di pusat Bima Sakti memengaruhi objek ini,” kata astronom dan rekan penulis Randy. Campbell dari Observatorium Keck.

X7 berbagi beberapa kesamaan dengan gumpalan misteri lain yang mengorbit pusat galaksi, yang dikenal sebagai objek G. Ini pertama kali ditemukan sekitar 20 tahun yang lalu, dan menimbulkan teka-teki yang signifikan: mereka tampak seperti awan gas, tetapi berperilaku seperti bintang, membentang di periastron, tetapi muncul utuh dan menyusut kembali ke bentuk yang lebih padat untuk melanjutkan orbitnya.

Para astronom berhipotesis bahwa objek-objek G adalah bintang-bintang yang bergabung bersama, menghasilkan awan material yang sangat besar yang tetap berada dalam medan gravitasi bintang yang baru bergabung, menyembunyikannya dari pandangan. 

Kemudian sebuah penelitian yang diterbitkan pada tahun 2021 menemukan bahwa salah satu objek ini, G2, adalah awan molekuler yang menyembunyikan tiga bayi bintang ; tetapi identitas yang lain tetap tidak diketahui.

Meskipun ada kesamaan, X7 juga berbeda secara signifikan dari objek G. Evolusinya lebih dramatis daripada objek G, baik dalam bentuk maupun kecepatan saat ia membentang dan berakselerasi menuju Sgr A*. Jadi X7 mungkin bukan jenis objek yang sama dengan objek G, tetapi mungkin saja itu terkait.

"Salah satu kemungkinannya adalah gas dan debu X7 terlontar pada saat dua bintang bergabung," kata Ciurlo. “Dalam proses ini, bintang gabungan tersembunyi di dalam cangkang debu dan gas, yang mungkin sesuai dengan deskripsi objek G. Dan gas yang dikeluarkan mungkin menghasilkan objek mirip X7.”

Karena X7 tidak disatukan oleh massa yang mengintai di tengahnya, umurnya diperkirakan jauh lebih pendek daripada objek G; ini bisa jadi mengapa yang lain dari jenisnya belum terlihat. Sementara itu, bintang gabungan dari mana X7 mengembang mungkin masih berada di luar sana di pusat galaksi, pada orbitnya sendiri yang terpisah. 

Para peneliti mencatat bahwa orbitnya sangat mirip dengan objek G G3, dan mengusulkan bahwa G3 bisa menjadi objek induknya. Namun, saat ini tidak mudah untuk mengesampingkan kemungkinan lain. X7 bisa saja merupakan bongkahan puing yang dilucuti dari awan yang lebih besar, misalnya. 

Pengamatan lebih lanjut dapat membantu mempersempitnya. Dan, tentu saja, menonton X7 harus menarik dan bermanfaat dengan sendirinya, karena semakin dekat menuju kehancurannya.

"Pemantauan berkelanjutan terhadap X7 akan memungkinkan kita untuk menyaksikan dari dekat perubahan ekstrem ini," tulis para peneliti, "diakhiri dengan disipasi pasang surut terakhir dari sisa-sisa struktur yang menarik ini."

Penelitian ini telah dipublikasikan di The Astrophysical Journal.