Sekitar 16.000 tahun cahaya dari Bumi terletak bola bulat jutaan bintang yang berasal dari tahun-tahun awal alam semesta. Cluster padat ini, yang disebut 47 Tucanae, memiliki radius sekitar 200 tahun cahaya dan merupakan salah satu cluster paling terang di langit malam kita. Di dalam 47 Tucanae, gaya gravitasi yang kuat telah mengurutkan bintang dari waktu ke waktu, mendorong bintang yang kurang padat ke luar dan menciptakan inti dalam yang sangat padat yang tahan terhadap pengawasan dari luar.
Konten terkait
- Bisakah Anda Menghancurkan Lubang Hitam?
- Ilmuwan Mendengar Dua Lubang Hitam Kuno Yang Lebih Bertabrakan
- Lubang Hitam Supermasif Mungkin Lebih Umum Dari Pada Pemikiran Sebelumnya
- Cluster Bintang Tua dan Padat Mungkin Menjadi Tempat untuk Mencari Kehidupan Alien yang Kompleks
"Mempelajari kluster globular terkenal sangat menantang, " kata Bülent Kiziltan, seorang astrofisika di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian. Ada begitu banyak bintang yang saling berdekatan, katanya, sehingga menangkap radiasi dari pusat satu sama lain tidak mungkin. Jadi, sementara para ilmuwan telah lama menduga bahwa 47 Tucanae mungkin mengandung lubang hitam di pusatnya, sebagaimana banyak gugus bola lainnya muncul, mereka belum dapat membuktikannya.
Sekarang, dalam sebuah penelitian yang diterbitkan kemarin di jurnal Nature, Kiziltan dan rekan-rekannya telah membantu mengintip ke jantung 47 Tucanae untuk menemukan yang pertama dari kelas baru lubang hitam berukuran sedang.
Terlepas dari nama mereka, lubang hitam sebenarnya tidak sehitam itu, kata Kiziltan. Ketika mereka merobek-robek bintang-bintang yang cukup sial untuk mengembara ke tarikan mereka, katanya, mereka membentuk piringan gas-gas panas yang terang di sekitar mereka yang dikenal sebagai piringan akresi. Lubang hitam tidak membiarkan cahaya tampak keluar, tetapi mereka biasanya memancarkan sinar-X saat mereka mengkonsumsi gas-gas ini. Namun, 47 Tucanae sangat padat sehingga tidak memiliki gas yang tersisa di pusatnya untuk dikonsumsi lubang hitam.
Kiziltan menggunakan keahliannya dalam jenis objek ruang angkasa yang unik lainnya - pulsar - untuk mencoba cara baru mendeteksi jenis lubang hitam yang sulit dipahami ini.
Pulsars "memberi kita platform yang dapat kita gunakan untuk mempelajari perubahan yang sangat kecil di lingkungan, " kata Kiziltan. Bintang-bintang ini, yang memancarkan "pulsa" radiasi pada interval yang sangat teratur, dapat digunakan sebagai titik referensi untuk memetakan formasi kosmik, termasuk gugus bola; Kiziltan menyamakan mereka dengan "jam atom kosmik."
Dengan dua lusin pulsar di tepi 47 Tucanae sebagai panduan, Kiziltan dan timnya mampu membangun simulasi bagaimana gugus bola berevolusi dari waktu ke waktu, dan khususnya bagaimana bintang yang lebih padat dan kurang padat diurutkan ke dalam posisi mereka saat ini.
Simulasi ini adalah usaha besar, kata Kiziltan, membutuhkan sekitar enam hingga sembilan bulan untuk menyelesaikan bahkan pada komputer yang sangat kuat. Itulah sebabnya dia tidak senang, katanya, ketika pengulas di Nature meminta simulasi lebih lanjut yang akhirnya membutuhkan satu tahun lagi untuk menyelesaikannya.
Tetapi usaha itu tidak sia-sia, kata Kiziltan, karena itu mengarah pada sesuatu yang belum pernah terjadi sebelumnya: penemuan lubang hitam di dalam sebuah gugus bola. Setelah menjalankan ratusan simulasi, katanya, satu-satunya skenario yang mungkin mengarah pada pengembangan 47 Tucanae saat ini adalah lubang hitam di pusat cluster global yang padat, tanpa gas. Lingkungan yang sebelumnya tidak dipertimbangkan untuk sebuah black hole membuka tempat-tempat baru untuk mencari mereka, kata Kiziltan.
"Orang hanya bisa membayangkan apa yang mengintai di pusat-pusat kluster global lainnya, " kata Kiziltan.
Yang juga menarik, catatan Kiziltan, adalah ukuran lubang hitam yang diprediksi oleh simulasi. Sejauh ini, para ilmuwan sebagian besar telah menemukan lubang hitam kecil (yang kira-kira seukuran bintang-bintang yang runtuh untuk membentuknya) dan lubang hitam supermasif (ribuan kali lebih besar dari Matahari kita). Lubang hitam berukuran sedang sebagian besar telah menghindarkan para ilmuwan — meski bukan karena kurang berusaha.
Lubang hitam yang diprediksi berada di pusat 47 Tucanae termasuk dalam jalan tengah yang langka ini, kata Kiziltan. Studi lebih lanjut tentang lubang hitam potensial ini dapat memberikan wawasan baru tentang bagaimana dan mengapa jenis lubang hitam yang sebagian besar tidak diketahui ini terbentuk.
Mungkin yang lebih penting daripada penemuan itu sendiri adalah bagaimana Kiziltan dan timnya tiba pada mereka. Kiziltan dan rekan-rekannya menggunakan teori matematika yang dikembangkan pada 1950-an oleh dua cryptographers Amerika untuk membantu memetakan distribusi bintang yang mungkin ada di 47 Tucanae. "Mereka mengembangkan metode matematika ini untuk mengumpulkan informasi yang tidak lengkap untuk melihat gambaran yang lebih besar, " kata Kiziltan.
Kiziltan bekerja untuk memperbaiki pendekatan baru mereka dan menggunakan metode baru ini untuk melihat populasi bintang lain untuk lubang hitam yang sebelumnya tidak terlihat. Komputer ilmiah baru yang kuat dan instrumen lain yang akan online di tahun-tahun mendatang akan membantu dengan pencarian ini, katanya.
"Kami telah melakukan banyak hal untuk pertama kalinya dalam pekerjaan ini, " kata Kiziltan. Pada saat yang sama, "masih banyak hal yang perlu dilakukan."
