Galaksi besar seperti Bima Sakti dikenal sebagai rumah bagi black hole supermasif (SMBH). Objek-objek ini memiliki massa yang sangat besar, bahkan bisa mencapai miliaran kali massa Matahari. Di pusat galaksi kita, terdapat Sagittarius A* (Sgr A), yang memiliki massa sekitar empat juta kali massa Matahari. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa Sgr A mungkin terbentuk sekitar 9 miliar tahun yang lalu.
Misteri Black Hole Supermasif
Black hole supermasif adalah salah satu objek paling menakjubkan di alam semesta. Gravitasi mereka begitu kuat sehingga dapat menjebak cahaya. Mereka dikelilingi oleh cakram akresi, yaitu cincin material yang berputar dan memberi makan black hole. Ketika aktif, mereka disebut inti galaksi aktif (AGN), dan yang paling terang dikenal sebagai quasar, yang dapat bersinar lebih terang dari seluruh galaksi.
Menentukan Usia Sagittarius A*
Bagaimana para ilmuwan bisa menentukan usia objek yang begitu kompleks? Jawabannya adalah dengan mengumpulkan data, menyusunnya, dan menjalankan simulasi. Upaya ini dimulai pada April 2017 ketika Teleskop Event Horizon (EHT) mengamati black hole di pusat galaksi M87. Ini adalah pertama kalinya kita melihat gambar black hole, dan diikuti pada tahun 2022 ketika EHT mengamati Sgr A*.
Penelitian baru yang diterbitkan di Nature Astronomy menggunakan pengamatan EHT untuk menentukan usia dan asal usul Sgr A*. Penelitian ini berjudul “Evidence of a past merger of the Galactic Centre black hole” dan ditulis oleh Yihan Wang dan Bing Zhang dari University of Nevada, Las Vegas.
Proses Pembentukan Black Hole
Black hole tumbuh dengan dua cara: mengakresi materi dan bergabung dengan black hole lain. Para astrofisikawan percaya bahwa merger galaksi diperlukan untuk membentuk SMBH, dan Sgr A* tidak berbeda. Kemungkinan besar, Sgr A* terbentuk melalui merger, meskipun juga mengakresi material.
Sgr A* memiliki karakteristik yang tidak biasa. Ia berputar dengan cepat dan tidak sejajar dengan Bima Sakti. Ini adalah bukti dari merger di masa lalu, mungkin dengan galaksi satelit yang telah lama hilang bernama Gaia-Enceladus.
Simulasi dan Temuan
Para peneliti menggunakan simulasi komputer untuk memodelkan dampak merger terhadap black hole di Bima Sakti. Mereka menemukan bahwa merger dengan rasio massa 4:1 dan konfigurasi orbit yang sangat miring dapat menjelaskan pengamatan EHT terhadap Sgr A*. “Merger ini kemungkinan terjadi sekitar 9 miliar tahun yang lalu, setelah Bima Sakti bergabung dengan galaksi Gaia-Enceladus,” kata Zhang, profesor fisika dan astronomi di UNLV.
Implikasi Penemuan
Penemuan ini membuka jalan bagi pemahaman kita tentang bagaimana black hole supermasif tumbuh dan berevolusi. Spin tinggi yang tidak sejajar dari Sgr A* menunjukkan bahwa ia mungkin telah bergabung dengan black hole lain, mengubah amplitudo dan orientasi spin-nya secara dramatis.
Ketika galaksi bergabung, begitu pula black hole pusat mereka. Meskipun ini sebagian besar bersifat teoretis, observatorium gelombang gravitasi semakin banyak mendeteksi merger black hole. Namun, karena rentang frekuensi observatorium kita, mereka hanya mendeteksi merger black hole dengan massa bintang. Merger SMBH akan menghasilkan frekuensi gelombang gravitasi yang jauh lebih rendah, di luar jangkauan detektor seperti LIGO/Virgo/KAGRA.
Masa Depan Deteksi Gelombang Gravitasi
Ada rencana untuk membangun fasilitas yang dapat mendeteksi frekuensi merger SMBH yang lebih rendah. ESA dan NASA merencanakan misi bernama LISA (Laser Interferometer Space Antenna) yang dapat mendeteksi gelombang ini. LISA akan terdiri dari tiga pesawat ruang angkasa yang bekerja bersama sebagai interferometer, masing-masing berjarak 2,5 juta km.
Penelitian ini membantu mempersiapkan pemahaman kita tentang merger SMBH ketika mereka terjadi, meskipun belum ada bukti gelombang gravitasi dari merger SMBH. Penemuan ini memberikan dukungan observasional potensial untuk teori merger black hole hierarkis dalam pembentukan dan pertumbuhan SMBH.
Sumber : Universe Today
