Astronom menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA/ESA telah mengidentifikasi sumber sinar biru misterius mengelilingi sebuah lubang hitam yang superpadat di Galaxy Andromeda tetangga kita (M31). Walaupun cahaya ini telah membingungkan astronom lebih dari satu dekade, penemuan yang baru bahkan membuat cerita ini lebih misterius. Sinar biru ini datang dari sebuah piringan bintang baru yang panas, yang mengitari lubang hitam dengan cara yang sama seperti planet dalam tata surya kita mengitari Matahari.
Astronom kebingungan bagaimana sebuah bintang berbentuk pancake bisa mengorbit begitu dekat pada sebuah lubang hitam raksasa? Di dalam lingkungan yang berlawanan seperti ini, tenaga pasang dari lubang hitam seharusnya menceraiberaikan materi, membuat gas dan debu sulit hancur dan membentuk bintang. Dari pengamatan, para astronom mengatakan, mungkin dapat memberikan petunjuk-petunjuk terhadap aktivitas di dalam inti dari galaksi yang lebih jauh.
Dengan ditemukannya piringan bintang, para astronom juga telah mengumpulkan apa yang mereka nyatakan sebagai bukti kuat dari keberadaan / eksistensi lubang hitam raksasa. Bukti tersebut membuat para astronom melahirkan teori alternatif mengenai massa hitam di dalam inti Galaksi Andromeda, yang mana sudah lama diduga sebagai lubang hitam oleh para ilmuwan.
“Melihat bintang-bintang ini bagaikan sedang menonton seorang pesulap mengeluarkan seekor kelinci dari topi. Anda tahu kejadiannya tetapi anda tidak tahu bagaimana terjadinya,” menurut Tod Lauer dari Observatorium Astronomi Optikal Nasional di Tucson, Arizona. Ia bersama tim astronom, dipimpin oleh Ralf Bender dari Institut Max Planck divisi Fisika Ekstraterestrial di Garching, Jerman dan John Kormendy dari Universitas Texas di Austin, melakukan pengamatan melalui Hubble. Hasil penelitian tim akan dipublikasikan pada 20 September 2005 pada Astrophysical Journal.
Astronom Ivan King dari Universitas Washington bersama koleganya pertama kali menemukan sinar biru aneh pada 1995 dengan Teleskop Ruang Angkasa Hubble. Ia berpikir bahwa sinar itu mungkin berasal dari bintang biru tunggal yang terang atau mungkin berasal dari sebuah proses energi tertentu. Tiga tahun kemudian, Lauer dan Sandra Faber dari Universitas California di Santa Cruz, menggunakan Hubble lagi untuk mempelajari sinar biru tersebut. Pengamatan mereka menunjukkan bahwa sinar biru itu merupakan sekumpulan bintang-bintang biru.
Sekarang, observasi spektroskopic baru oleh Spektrograp Pencitraan Teleskop Ruang Angkasa Hubble (Hubble’s Space Telescope Imaging Spectrograph – STIS) mengungkapkan bahwa sinar biru tersebut mengandung lebih dari 400 bintang yang membentuk aktivitas ledakan kira-kira 200 juta tahun yang lalu. Bintang-bintang itu memadati didalam sebuah piringan yang hanya melewati satu tahun cahaya. Piringan itu bersarang didalam sebuah cincin berbentuk bulat panjang, lebih tua, lebih dingin, bintang-bintang yang lebih merah, yang terlihat sebelumnya didalam pengamatan Hubble. Para astronom juga menggunakan STIS untuk mengukur kecepatan bintang-bintang itu. Mereka mendapatkan kecepatan bintang dengan menghitung berapa besar gelombang cahaya mereka direntang dan dikompres saat melalui sekitar lubang hitam. Dibawah gaya gravitasi lubang hitam, bintang-bintang bergerak dengan sangat cepat: 3,6 juta kilometer per jam (1.000 kilometer per detik). Mereka bergerak sangat cepat yang membutuhkan 40 detik untuk mengelilingi Bumi dan enam menit mencapai Bulan. Bintang-bintang tercepat menyelesaikan orbitnya dalam 100 tahun. Inti aktif Andromeda mungkin membuat piringan-piringan bintang yang sama pada masa lalu dan mungkin terus membuatnya.
“Bintang-bintang biru di dalam piringan itu hidupnya sangat pendek, tidak seperti sejarah Andromeda yang berusia 12 miliar tahun yang mana piringan berumur pendek seperti ini akan muncul sekarang,” menurut Lauer. “Itulah sebabnya mengapa kami mengira bahwa mekanisme yang membentuk piringan bintang-bintang ini mungkin membentuk piringan bintang lain di masa lalu dan akan memicu lagi hal yang sama di masa yang akan datang. Namun kami masih tidak tahu, bagaimana pada awal mulanya sebuah piringan dapat terbentuk. Ini masih merupakan teka-teki.”
Para astronom memuji supervisi Hubble dalam menemukan piringan itu. “Hanya Hubble yang memiliki resolusi sinar biru untuk mengamati piringan ini,” menurut anggota tim Richard Green dari Observatorium Astronomi Optikal Nasional di Tucson. “Sangat kecil dan sangat jelas dari sekeliling bintang-bintang merah yang dapat kami gunakan untuk menyelidiki ke dalam jantung yang sangat dinamik dari Andromeda. Observasi ini dilakukan oleh anggota dari tim kami yang membuat STIS. Kami merancangnya dengan saluran yang dapat tampak, khususnya untuk menangkap kejadian-kejadian seperti ini – untuk mengukur cahaya bintang yang dekat dengan sebuah lubang hitam daripada semua galaksi lain yang berada di luar galaksi kita.”
Bukti Padat untuk Lubang Hitam Raksasa disamping penemuan piringan dari bintang-bintang, para astronom menggunakan cara penglihatan yang aneh ini pada Andromeda untuk membuktikan yang sudah jelas yakni galaksi sebagai tuan rumah di pusat lubang hitam. Pada 1988, pada studi independen, John Kormendy dan tim dari Alan Dressler dan Douglas Richstone menemukan pusat sebuah benda hitam pada Andromeda yang mereka yakini adalah sebuah lubang hitam super raksasa. Ini adalah kasus pertama bagi apa yang sekarang deteksi 40 lubang hitam, kebanyakan dari mereka diamati dengan Hubble. Observasi-observasi itu, bagaimanapun juga, pasti tidak mengabaikan lainnya, sangat aneh, dan sepertinya tidak jauh, alternatif. “Ini mendorong untuk mempercayai bahwa lubang hitam super raksasa ini, “ kata Kormendy. “Tetapi pernyataan ekstrim membutuhkan bukti yang sangat sangat kuat. Kami yakin bahwa inilah lubang hitam-lubang hitam itu dan bukan kumpulan hitam dari bintang-bintang mati.”
Observasi STIS Andromeda sangat akurat sehingga para astronom menghilangkan semua kemungkinan lain mengenai apa itu yang disebut pusat benda hitam. Mereka juga menilai bahwa massa lubang hitam adalah 140 juta Matahari, dimana tiga kali lebih besar dari yang diperkirakan semula.
Sejauh ini, kelompok hitam pasti telah dikesampingkan didalam hanya dua galaksi, NGC 4258 dan galaksi kita, Bima sakti. “Dua galaksi ini memberi kita bukti yang sangat jelas bahwa lubang hitam benar-benar ada,” Kormendy menambahkan. “Tetapi keduanya merupakan kasus yang khusus – NGC 4258 mengandung sebuah piringan massa air yang kami amati dengan teleskop radio, dan pusat galaktik kita sangat dekat sehingga kami dapat mengikuti orbit bintang individu. Andromeda adalah galaksi pertama yang dapat kami kesampingkan dari semua kemungkinan aneh sampai lubang hitam dengan menggunakan Hubble dan menggunakan teknik yang sama seperti pada waktu kami menemukan sebagian besar lubang hitam super raksasa.”
“Mempelajari lubang hitam selalu merupakan misi utama dari Hubble,” kata Kormendy. “Memaku lubang hitam di Andromeda adalah tanpa keraguan, adalah bagian penting dari legendanya. Ini membuat kami sangat yakin bahwa pusat benda hitam lainnya yang terdeteksi ada di dalam galaksi-galaksi adalah juga lubang hitam.”
“Sekarang kami telah membuktikan bahwa lubang hitam merupakan pusat dari piringan bintang-bintang biru, formasi bintang-bintang ini menjadi sulit dipahami,” Bender menambahkan. “Gas yang berasal dari bintang-bintang mestinya berputar sekeliling lubang hitang dengan sangat cepat – dan yang dekat dengan lubang hitam lebih cepat berputarnya dibandingkan dengan yang terletak jauh – formasi bintang-bintang itu terlihat hampir mustahil. Tetapi bintang-bintang itu nyata ada di sana.”
Lubang hitam inti aktif dari sebuah galaksi dan piringan bintang bukan hanya bagian dari arsitektur dari inti Andromeda. Tim yang dipimpin oleh Lauer dan Faber menggunakan Hubble pada 1993 menemukan bahwa galaksi muncul memiliki dua kumpulan bintang pada pusatnya. Penemuan ini mengejutkan, karena dua kumpulan harus bergabung menjadi satu hanya dalam beberapa ratus ribu tahun saja. Scott Tremaine dari Universtias Princeton memecahkan masalah ini dengan memperkirakan bahwa “nuklir ganda” sebetulnya adalah sebuah cincin lama, bintang merah. Cincin itu terlihat seperti dua kumpulan bintang karena para astronom hanya melihat bintang pada unjung berlawanan dari cincin itu. Cincin ini kira-kira lima tahun cahaya dari lubang hitam dan dikelilingi piringan bintang biru. Piringan dan cincin ini miring pada sudut yang sama jika dilihat dari Bumi, perkiraannya bahwa mereka mempunyai hubungan.
Walaupun astronom terkejut menemukan piringan bintang biru berputar di sekitar lubang hitam super raksasa, mereka juga mengatakan arsitektur yang membingungkan itu mungkin bukan hal yang luar biasa.
“Inti yang dinamis pada galaksi yang bertetangga ini mungkin hal yang biasa daripada yang kita kira,” Lauer menjelaskan. “Bima Sakti kita jelas memiliki bintang-bintang yang lebih muda dekat pada lubang hitamnya sendiri. Kelihatannya tidak seperti dua galaksi besar yang sangat dekat harus mempunyai aktivitas aneh ini. Maka itu, sifat ini bukan merupakan pengecualian tetapi merupakan aturan. Dan kita telah menemukan galaksi-galaksi lain yang memiliki nukleus ganda.”
[catatan redaksi:lubang hitam dikenal dalam dunia astronomi akan menyerap semua materi yang berada di sekitarnya, bahkan cahaya sekalipun tidak dapat meloloskan diri]
