Dari semua objek di luar angkasa, lubang hitam adalah salah satu yang paling bikin penasaran.
Selama satu dekade terakhir, observatorium gelombang gravitasi telah mengungkap variasi lubang hitam yang bikin geleng-geleng kepala: ada lubang hitam raksasa yang jauh lebih besar dari yang kita duga, lubang hitam yang berputar dengan kecepatan luar biasa, hingga pasangan lubang hitam dengan ukuran yang sangat timpang sampai bikin ilmuwan bingung menjelaskan asalnya.
Nah, dengan data terbaru dari kolaborasi LIGO-Virgo-KAGRA, para astronom akhirnya punya cukup banyak deteksi untuk mulai melakukan sensus populasi lubang hitam, bukan lagi sekadar melihat kejadian langka satu per satu.
Hasilnya? Ternyata alam semesta punya cara yang sangat variatif dalam “menciptakan” lubang hitam.
“Sebanyak 400 deteksi gelombang gravitasi dari LIGO dan Virgo ini memberi kita petunjuk jelas bahwa penggabungan dua lubang hitam terjadi lewat berbagai cara,” jelas astrofisikawan Sharan Banagiri dari Monash University dan OzGrav di Australia.
“Beberapa mungkin terbentuk dari awan gas raksasa yang runtuh menjadi dua bintang besar, lalu berubah jadi lubang hitam. Ada juga yang ‘bertemu’ saat berkelana di lingkungan padat bintang (klaster). Sementara yang lain adalah hasil dari penggabungan generasi sebelumnya antara dua lubang hitam.”
Lubang hitam memang susah banget dipelajari. Materinya begitu padat sehingga gravitasinya mampu melengkungkan ruang-waktu di sekitarnya, sampai-sampai cahaya pun nggak bisa lolos dari sana.
Karena cahaya adalah alat utama kita untuk melihat alam semesta, lubang hitam jadi objek yang sangat sulit dideteksi. Tapi, kita tetap tahu beberapa hal dasar tentang mereka.
Lubang hitam diyakini terbentuk dari inti bintang masif yang runtuh, lalu memadat menjadi objek yang sangat kecil namun sangat berat, di mana gravitasi mengalahkan semua gaya fisika lainnya.
Lalu pada tahun 2015, tercipta terobosan besar: untuk pertama kalinya, manusia mendeteksi gelombang gravitasi—riak di ruang-waktu yang muncul saat dua lubang hitam bertabrakan, mirip seperti riak air saat kita menjatuhkan batu ke kolam.
Sejak itu, kemampuan deteksi kita meningkat pesat. Katalog terbaru mencatat ada 390 deteksi—sebagian besar adalah tabrakan antar lubang hitam. Itu berarti rata-rata ada hampir 40 deteksi per tahun!
“Dengan katalog ini, kita punya cukup data untuk membedah sifat-sifat lubang hitam dan mencari tahu dari mana mereka berasal,” kata astrofisikawan Maximiliano Isi dari Simons Foundation’s Flatiron Institute.
“Kita juga bisa memetakan sejarah perluasan alam semesta, yang merupakan pertanyaan besar dalam kosmologi saat ini.”
Setiap sinyal gelombang gravitasi bisa dianalisis untuk mengetahui massa dan kecepatan rotasi (spin) dari lubang hitam yang terlibat, termasuk hasil akhir dari tabrakan tersebut.
Katalog baru ini memuat beberapa rekor penting. Ada sinyal GW 250114 yang paling jelas terekam, serta GW 240615dg yang memegang rekor sebagai lokasi langit yang paling akurat terpetakan.
Tapi, yang paling menarik bukan cuma kejadian individunya, melainkan data sensusnya secara keseluruhan.
“Kita mendeteksi begitu banyak sinyal sampai-sampai ini bukan lagi cuma soal mempelajari tabrakan satu per satu; ini seperti menemukan peradaban kuno yang hilang,” ujar astrofisikawan Daniel Williams dari University of Glasgow.
Analisis statistik menunjukkan massa lubang hitam cenderung berkelompok di dua titik: 10 kali massa Matahari dan 35 kali massa Matahari.
Yang 10 kali massa mungkin berasal dari bintang biner biasa, tapi yang 35 kali massa lebih sulit dijelaskan. Kemungkinannya, mereka adalah lubang hitam “generasi kedua” yang tumbuh setelah menelan lubang hitam lainnya dalam sebuah proses yang disebut *hierarchical merger*.
“Salah satu hal paling menarik adalah lubang hitam ini berputar sangat cepat,” tambah Banagiri. “Matahari kita berotasi setiap 25 hari sekali. Kalau Matahari jadi lubang hitam dan berputar secepat yang kita temukan, dia bisa berputar ribuan kali per detik!”
Katalog terbaru ini menunjukkan bahwa alam semesta jauh lebih dinamis dari dugaan kita. Dulu, LIGO hanya bisa menangkap satu deteksi setiap enam minggu. Sekarang? Mereka bisa menangkap tiga sampai empat deteksi per minggu.
“Kita tidak lagi sekadar melihat anomali, tapi melihat kaleidoskop tabrakan kosmik yang luar biasa,” tutup astrofisikawan Eric Thrane dari Monash University.
(KoranPost)
Sumber: www.sciencealert.com
https://www.sciencealert.com/lost-world-of-gravitational-waves-reveals-the-origins-of-black-holes
