Sebuah lubang hitam supermasif, dengan massa sekitar satu juta kali massa Matahari, baru saja menunjukkan keberadaannya dengan cara yang spektakuler.

Ketika sebuah bintang yang melintas terlalu dekat, bintang itu terkoyak oleh medan gravitasi lubang hitam, melepaskan semburan cahaya yang luar biasa.

Semburan cahaya tersebut, sebuah peristiwa gangguan pasang surut yang direkam oleh teleskop di Bumi, diberi nama AT2024tvd. Deteksinya mengungkapkan sesuatu yang sangat aneh tentang galaksi yang berjarak 600 juta tahun cahaya tempat peristiwa itu terjadi.

Menurut tim astronom yang dipimpin oleh Yuhan Yao dari Universitas California, Berkeley, lubang hitam yang bertanggung jawab adalah pengembara, tidak terikat pada inti galaksi. Bahkan tidak berada dalam orbit biner dengan lubang hitam supermasif yang memang berada di pusat galaksi induk.

“AT2024tvd adalah peristiwa gangguan pasang surut (TDE) pertama yang ditangkap oleh survei langit optik, dan ini membuka kemungkinan untuk mengungkap populasi lubang hitam pengembara yang sulit dipahami ini dengan survei langit di masa depan,” kata Yao.

“Saat ini, para teoretikus belum terlalu memperhatikan TDE yang bergeser. Saya pikir penemuan ini akan memotivasi para ilmuwan untuk mencari lebih banyak contoh peristiwa jenis ini.”

Lubang hitam, saat mereka hanya bersembunyi di ruang angkasa, sangat sulit dikenali, terutama di galaksi lain. Mereka tidak memancarkan radiasi apa pun yang saat ini dapat kita deteksi, dan itulah alat utama kita untuk mempelajari kosmos. Kita dapat mendeteksi pasangan lubang hitam melalui gelombang gravitasi ketika mereka bertabrakan, tetapi lubang hitam tunggal yang tidak melakukan apa pun tidak terlihat.

Ada pengecualian. Ketika sesuatu mendekat cukup dekat, gaya pasang surut yang kuat di dalam medan gravitasi lubang hitam akan merobeknya, dan mengirimnya berputar-putar di luar cakrawala peristiwa. Proses ini, yang dikenal sebagai gangguan pasang surut, memancarkan semburan cahaya yang menyala di seluruh spektrum elektromagnetik yang dapat kita deteksi dari jutaan hingga miliaran tahun cahaya, dan menguraikannya untuk mempelajari lubang hitam yang bertanggung jawab.

AT2024tvd adalah semburan seperti itu, pertama kali terdeteksi pada 25 Agustus 2024 oleh Zwicky Transient Facility, survei langit bidang lebar yang dirancang untuk mendeteksi peristiwa sementara seperti supernova dan TDE. Para astronom dengan cepat menindaklanjuti, menggunakan teleskop radio, optik, dan sinar-X untuk menangkap cahaya peristiwa sebanyak mungkin.

Yao dan rekan-rekannya berhasil melacak peristiwa tersebut ke sebuah titik di langit yang berjarak 600 tahun cahaya, di mana, kebetulan, sebuah galaksi besar juga dapat ditemukan. Namun, meskipun analisis mereka mengungkapkan lubang hitam supermasif sebagai penyebab TDE dengan massa antara 100.000 dan 10 juta Matahari, titik di galaksi tempat semburan itu berasal bukanlah pusat galaksi.

Ini sangat menarik. Lubang hitam supermasif biasanya ditemukan duduk di pusat galaksi – pusat gravitasi tempat seluruh sistem berputar. Namun, galaksi induk AT2024tvd sudah memiliki lubang hitam supermasif di pusatnya, yang massanya sekitar 100 juta massa Matahari.

Nah, ada pusat galaksi yang memiliki dua atau lebih lubang hitam supermasif, terkunci dalam tarian gravitasi yang suatu hari nanti akan menyebabkan mereka bergabung membentuk lubang hitam yang bahkan lebih besar.

Namun, dua lubang hitam supermasif di galaksi yang dimaksud tidak terikat secara gravitasi dalam biner. Mereka dipisahkan oleh jarak sekitar 2.600 tahun cahaya, dan yang lebih kecil hanya berkeliaran di tonjolan galaksi.

Galaksi mendapatkan lubang hitam supermasif tambahan ketika mereka bertabrakan dengan galaksi lain; seiring waktu, dua lubang hitam supermasif di pusat mereka akan saling menemukan, saat itulah kita melihat mereka terkunci bersama sebagai sebuah sistem.

Keberadaan lubang hitam supermasif kedua di galaksi ini berarti bahwa, di suatu titik di masa lalu, ia bergabung dengan galaksi lain.

Yang tidak kita ketahui adalah apakah ia sedang menuju atau keluar dari pusat galaksi. Sangat mungkin bahwa pusatnya sudah menampung biner. Jika ini kasusnya, maka lubang hitam ketiga mungkin pernah berada di antara mereka, dan dikeluarkan oleh interaksi tiga benda.

Atau kita mungkin hanya menemukannya di lintasan masuk menuju pusat, di mana ia akan memasuki interaksi biner dengan lubang hitam yang sudah ada di sana. Kedua skenario itu mungkin.

Salah satu cara untuk mempelajari lebih lanjut tentang konfigurasi lubang hitam ini adalah dengan menemukan lebih banyak galaksi yang memiliki lubang hitam supermasif nakal yang bergeser serupa. Penelitian ini, kata tim, menawarkan jalur potensial untuk melakukannya.

“Peristiwa gangguan pasang surut memiliki potensi besar untuk menerangi keberadaan lubang hitam masif yang tidak dapat kita deteksi,” kata astronom Ryan Chornock dari UC Berkeley. “Para teoretikus telah memprediksi bahwa populasi lubang hitam masif yang terletak jauh dari pusat galaksi pasti ada, tetapi sekarang kita dapat menggunakan TDE untuk menemukannya.”

Penelitian ini telah diterima di The Astrophysical Journal Letters, dan tersedia di arXiv.