Lubang hitam primordial (PBH) adalah jenis lubang hitam yang sangat istimewa. Diduga, lubang hitam ini terbentuk dari gumpalan materi subatom yang sangat padat dalam hitungan detik setelah Dentuman Besar (Big Bang). Nah, sebuah studi terbaru melaporkan kemungkinan observasi langsung pertama terhadap objek semacam ini.

Bukti ini mungkin butuh waktu bertahun-tahun untuk dikonfirmasi, tapi kemungkinannya saja sudah bikin penasaran banget!

Secara umum, lubang hitam biasanya terbentuk dari runtuhan bintang supernova. Tapi, para ilmuwan sudah lama menduga bahwa PBH juga bisa ada di awal mula terbentuknya Alam Semesta, tanpa perlu bintang. Selama ini PBH baru sebatas teori, tapi bukti yang mengarah ke eksistensinya semakin banyak.

Kini, astrofisikawan Alberto Magaraggia dan Nico Cappelluti dari University of Miami berhasil mendeteksi calon PBH lain menggunakan Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), yang punya dua situs di Washington dan Louisiana.

Gelombang gravitasi yang dideteksi LIGO itu sebenarnya adalah riak-riak di ruang-waktu, yang bisa dipicu oleh tabrakan dua lubang hitam. Sinyal yang ditangkap LIGO dan diteliti oleh para peneliti ini mengindikasikan sebuah tabrakan di mana salah satu objeknya massanya kurang dari satu massa matahari (massa Matahari) – kemungkinan besar adalah sebuah PBH.

“Lubang hitam yang paling umum terbentuk akibat supernova, yaitu kematian sebuah bintang masif,” jelas Cappelluti. “Jadi, massanya bisa bervariasi dari beberapa kali massa Matahari hingga miliaran massa matahari.”

Sementara itu, lubang hitam primordial diperkirakan punya massa yang jauh lebih kecil.

“Kami percaya studi kami akan membantu membuktikan bahwa [PBH] memang benar-benar ada,” kata Cappelluti.

Penelitian lebih lanjut terhadap sinyal yang diberi nama S251112cm ini memang masih dibutuhkan untuk memastikannya. Tapi, para peneliti menyebutkan bahwa keberadaan PBH dengan massa di bawah massa matahari adalah penjelasan yang paling masuk akal.

Magaraggia dan Cappelluti juga melakukan perhitungan tentang frekuensi PBH yang diperkirakan ada di luar angkasa, dan dari situ, seberapa sering LIGO bisa mendeteksinya. Hasilnya cocok dengan data LIGO sejak pertama kali mulai mendeteksi gelombang gravitasi pada tahun 2015.

“Kami mencoba memperkirakan berapa banyak lubang hitam primordial yang mungkin ada di Alam Semesta dan berapa banyak di antaranya yang seharusnya bisa dideteksi oleh LIGO,” ujar Magaraggia.

“Dan hasilnya menggembirakan. Kami memprediksi bahwa lubang hitam bermassa sub-solar seperti yang mungkin teramati LIGO memang seharusnya langka, sesuai dengan betapa jarangnya peristiwa seperti itu terlihat sejauh ini.”

Seperti halnya lubang hitam biasa yang lebih umum, PBH tidak membiarkan cahaya lolos darinya, sehingga sangat sulit untuk dideteksi. Ukurannya juga diyakini lebih kecil dari lubang hitam lainnya, bahkan mungkin sekecil asteroid dalam beberapa kasus.

Ditambah dengan sulitnya melihat kembali ke belakang miliaran tahun cahaya, mendeteksi PBH ini ibarat mencari jarum di tumpukan jerami kosmik. Tapi, jika berhasil diidentifikasi dan dipetakan, mereka bisa membantu menjelaskan fenomena kosmik lain: materi gelap.

Seperti PBH, materi gelap juga masih berupa hipotesis. Tapi, para astrofisikawan menduga materi gelap mungkin menyusun 85 persen massa Alam Semesta dan berperan dalam menahan segala sesuatunya agar tetap bersama. Meski kita tidak bisa melihat materi gelap secara langsung, petunjuk keberadaannya bisa ditemukan dari perilaku ruang dan waktu di sekitar kita.

Para ahli berpikir, PBH mungkin bertanggung jawab atas sebagian besar materi gelap. Jumlahnya pada awalnya pasti sangat fantastis, mulai dari ukuran yang super kecil, lalu bisa memuai untuk memenuhi keluasan ruang angkasa.

Kita perlu menemukan lebih banyak PBH untuk membuktikan keberadaannya. Tapi, hal itu seharusnya semakin memungkinkan seiring dengan terus ditingkatkannya fasilitas seperti LIGO dan mulai beroperasinya instrumen baru – seperti Interferometer Space Antenna (LISA) milik Badan Antariksa Eropa, detektor gelombang gravitasi yang akan diluncurkan tahun 2035.

Artikel terkait: Gaia Mendeteksi Sekelompok Lubang Hitam yang Bergerak Melintasi Bima Sakti

“LIGO menangkap sinyal yang merupakan bukti sangat kuat bahwa jenis lubang hitam ini ada. Tapi, kita perlu mendeteksi sinyal serupa lagi, atau bahkan beberapa sinyal lain, untuk mendapat konfirmasi mutlak bahwa mereka nyata,” tandas Cappelluti.

“Yang jelas, keberadaan mereka tidak bisa dikesampingkan.”

Riset ini akan dipublikasikan di edisi mendatang jurnal The Astrophysical Journal, dan saat ini sudah bisa diakses di arXiv.