Para astronom telah menangkap tontonan berenergi tinggi yang berjarak 7.000 tahun cahaya, mengamati lubang hitam bermassa bintang yang “mengkanibal” bintang tetangganya dan meledakkan pancaran energi dengan kekuatan 10.000 matahari.
Dengan menggunakan data dari Square Kilometer Array Observatory (SKA), para peneliti telah mendapatkan pandangan yang langka dan terukur mengenai mekanisme ledakan lubang hitam—sebuah penemuan yang dapat berfungsi sebagai “jangkar” penting untuk memahami bagaimana lubang hitam terbesar di alam semesta mempengaruhi galaksi induknya.
Anatomi Cygnus X-1
Subjek penelitian ini adalah Cygnus X-1 (Cyg X-1), salah satu sumber sinar-X paling menonjol di langit. Sistem ini merupakan kemitraan biner kekerasan yang terdiri dari:
– Lubang Hitam Bermassa Bintang: Diperkirakan berukuran sekitar 21 kali massa Matahari kita.
– Bintang Super Raksasa Biru: Bintang donor masif yang terletak hanya 30 juta mil (48 juta km) jauhnya dari lubang hitam.
Hubungannya bersifat parasit. Super raksasa biru itu memancarkan angin bintang yang kuat, melepaskan material yang ditarik menuju lubang hitam. Karena materi ini mempunyai momentum sudut, maka ia tidak dapat langsung jatuh ke dalam jurang; sebaliknya, ia berputar menjadi cakram akresi yang pipih dan sangat panas. Proses ini menghasilkan emisi sinar-X yang intens yang membuat Cyg X-1 begitu terlihat oleh teleskop.
Jet “Menari”.
Tidak semua materi yang dikonsumsi oleh lubang hitam tertelan. Sebaliknya, sebagian disalurkan ke kutub lubang hitam dan dikeluarkan ke luar angkasa sebagai jet besar.
Karakteristik utama dari jet ini meliputi:
– Kecepatan Ekstrim: Mereka melaju dengan kecepatan sekitar 336 juta mil per jam (150.000 km/s)—kira-kira setengah kecepatan cahaya.
– Gerakan Tidak Menentu: Peneliti utama Steve Prabu dari Universitas Oxford menggambarkan jet tersebut sebagai “menari”. Alih-alih menembak dalam garis lurus, jet-jet tersebut tampak membelok dan bergoyang.
– Penyebab Tarian ini: Para peneliti menyimpulkan bahwa angin bintang yang kuat dari bintang pendamping secara fisik mendorong jet, menyebabkan mereka bergeser arah saat kedua objek mengorbit satu sama lain.
Mengapa Ini Penting: Mengkalibrasi Kosmos
Pengamatan ini memberikan lebih dari sekedar visual yang spektakuler; ia menawarkan bukti matematis yang penting.
Selama bertahun-tahun, para ahli astrofisika menggunakan asumsi teoretis: bahwa sekitar 10% energi yang dilepaskan oleh materi yang jatuh ke dalam lubang hitam terbawa oleh pancaran tersebut. Meskipun hal ini merupakan inti dari simulasi alam semesta berskala besar, hal ini sangat sulit dibuktikan melalui pengamatan langsung. Data Cyg X-1 kini telah memberikan konfirmasi tersebut.
Dari Massa Bintang ke Supermasif
Penemuan ini menciptakan jembatan antara berbagai skala fenomena kosmik. Fisika yang mengatur lubang hitam kecil seperti Cyg X-1 sangat mirip dengan fisika lubang hitam supermasif —raksasa yang berada di pusat galaksi yang jutaan atau milyaran kali lebih besar dari Matahari.
Dengan “menahan” pemahaman mereka dengan pengukuran akurat dari Cyg X-1, para ilmuwan kini dapat mengkalibrasi dengan lebih akurat berapa banyak pancaran energi dari lubang hitam supermasif jauh yang dipompa ke lingkungan mereka. Ketika Observatorium Kilometer Persegi melanjutkan pembangunannya di Australia dan Afrika Selatan, para astronom berharap dapat menggunakan garis dasar baru ini untuk mengukur kekuatan jet di jutaan galaksi jauh.
Penelitian ini menegaskan model teoretis yang telah lama dipegang, menyediakan alat kalibrasi penting yang memungkinkan para ilmuwan memperluas pemahaman mereka mulai dari lubang hitam bintang kecil hingga raksasa supermasif yang membentuk arsitektur alam semesta.
