Para ilmuwan telah menangkap momen menakjubkan ketika sebuah bintang super raksasa runtuh ke dalam lubang hitam.
Bintang yang sekarang sudah mati, dijuluki M31–2014–DS1, terletak sekitar 2,5 juta tahun cahaya dari Bumi di tetangganya Galaksi Andromeda.
Pada tahun 2014, NASA teleskop mencatat bintang jauh itu bersinar sebentar sebelum menghilang selama tiga tahun berikutnya.
Kini, para ilmuwan menyadari bahwa mereka secara tidak sengaja menyaksikan bintang tersebut mati, runtuh, dan berubah menjadi lubang hitam.
Apa yang membuat pengamatan ini begitu menarik bagi para astronom adalah bahwa lubang hitam tidak diperkirakan terbentuk seperti itu.
Hingga saat ini, para ahli secara luas percaya bahwa lubang hitam terbentuk ketika bintang-bintang supermasif runtuh dan mati akibat ledakan supernova.
Namun, penurunan bertahap M31–2014–DS1 menunjukkan bahwa bintang sebenarnya dapat menciptakan lubang hitam tanpa ledakan besar.
Penulis utama Dr Kishalay De, seorang peneliti dari Flatiron Institute, mengatakan: ‘Sangat mengejutkan mengetahui bahwa sebuah bintang masif pada dasarnya menghilang – dan mati – tanpa ledakan dan tidak ada yang menyadarinya selama lebih dari lima tahun.’
Para ilmuwan telah menangkap momen menakjubkan ketika sebuah bintang super raksasa runtuh ke dalam lubang hitam
Alih-alih meledak menjadi supernova seperti bintang lain seukurannya, bintang ini gagal meledak dan hancur menjadi lubang hitam bintang kecil.
Ketika sebuah bintang lahir, ia berada dalam keadaan seimbang karena tekanan luar dari pembakaran hidrogen sesuai dengan dorongan gravitasi ke dalam.
Namun ketika bintang mulai kehabisan bahan bakar setelah miliaran tahun, tekanan luar tersebut melemah, dan bintang mulai runtuh karena gravitasinya sendiri.
Jika ukurannya setidaknya 10 kali lebih besar dari Matahari, intinya akan hancur objek super padat seukuran kota yang dikenal sebagai bintang neutron.
Pada saat yang sama, gelombang energi yang dilepaskan dari inti yang runtuh meledakkan lapisan luar yang tersisa ke luar angkasa dalam ledakan supernova – meninggalkan bintang neutron.
Hanya bintang yang berukuran sekitar 20 kali matahari cukup besar untuk membentuk lubang hitam dengan cara ininamun para ilmuwan telah lama menduga bahwa mungkin ada jalan bagi bintang-bintang kecil untuk membentuk lubang hitam juga.
Jika ada sesuatu yang menghentikan bintang tersebut menghasilkan supernova dan meledakkan lapisan luarnya, semua materi tambahan tersebut mungkin akan jatuh ke dalam bintang neutron dan mengubahnya menjadi lubang hitam.
Hal inilah yang menurut Dr De dan rekan-rekannya baru saja mereka lihat pada M31–2014–DS1.
Saat bintang ini lahir, massanya sekitar 13 kali massa Matahari, menyusut menjadi sekitar lima massa Matahari pada akhir masa pakainya.
Para peneliti melihat melalui data yang dikumpulkan oleh berbagai teleskop (foto) dan menemukan bahwa bintang tersebut sempat menjadi lebih terang pada tahun 2014 dan kemudian dengan cepat meredup di bawah luminositas awalnya pada tahun 2016.
Menurut pemahaman kita tentang siklus hidup bintang, bintang sebesar ini seharusnya meledak dengan supernova dan menghasilkan bintang neutron – namun tampaknya hal tersebut tidak terjadi.
Dalam studinya, para peneliti mengamati cahaya dari M31–2014–DS1 yang dikumpulkan oleh berbagai teleskop antara tahun 2005 dan 2023.
Bintang tersebut sempat bersinar dengan cahaya inframerah pada tahun 2014, lalu tiba-tiba turun di bawah kecerahan aslinya pada tahun 2016.
Ketika teleskop melihat lagi pada tahun 2022 dan 2023, bintang tersebut hampir tidak terlihat di sebagian besar spektrum elektromagnetik.
Bintang tersebut pada dasarnya menghilang dalam cahaya tampak dan inframerah dekat, menjadi sepersepuluh ribu lebih terang dalam panjang gelombang ini, dan hanya dapat dilihat dalam inframerah tengah, yang kecerahannya sepersepuluh.
‘Bintang ini dulunya adalah salah satu bintang paling terang di Galaksi Andromeda, dan sekarang sudah tidak terlihat lagi,’ kata Dr De.
‘Bayangkan jika bintang Betelgeuse tiba-tiba menghilang. Semua orang akan kehilangan akal sehatnya!’
Sebaliknya, para peneliti berpendapat bahwa data yang dikumpulkan dari kepunahan bintang yang berkepanjangan sangat sesuai dengan apa yang kita harapkan dari lubang hitam ‘keruntuhan langsung’.
Bintang yang sekarang sudah mati, dijuluki M31–2014–DS1, terletak sekitar 2,5 juta tahun cahaya dari Bumi di galaksi tetangga Andromeda.
Setelah lubang hitam yang baru lahir terbentuk, gas di dekat inti menjadi sangat panas, sedangkan gas di tepi luarnya relatif dingin.
Perbedaan suhu ini menciptakan arus konveksi, seperti yang Anda peroleh dengan menyalakan radiator di ruangan dingin.
Arus tersebut mendorong lapisan luar material semakin jauh dari lubang hitam, lalu mendingin menjadi lapisan debu yang perlahan berputar di sekitar inti.
Saat ia mengorbit lubang hitam, gesekan menyebabkan debu memanas perlahan seiring berjalannya waktu, menghasilkan cahaya inframerah-tengah yang terlihat oleh para peneliti.
Seperti air yang mengitari lubang sumbat, hal ini memastikan hanya sedikit material bintang yang dapat memasuki lubang hitam pada satu waktu, sehingga memperlambat pembentukannya selama bertahun-tahun.
Rekan penulis Morgan MacLeod, dari Universitas Harvard, mengatakan: ‘Daripada memakan waktu berbulan-bulan atau satu tahun, hal ini membutuhkan waktu puluhan tahun.
‘Dan karena semua ini, ia menjadi sumber yang lebih terang dibandingkan yang seharusnya, dan kami mengamati adanya penundaan yang lama dalam peredupan bintang aslinya.’
Di masa depan, para peneliti berharap penemuan ini akan membantu para astronom menemukan lebih banyak lubang hitam yang sulit ditangkap ini.
Mereka telah menggunakan datanya untuk memeriksa kembali objek aneh di galaksi NGC 6946, sekitar 25,2 juta tahun cahaya dari Bumi.
Perilaku objek ini membingungkan para ilmuwan ketika terlihat pada tahun 2010, namun para peneliti sekarang berpikir bahwa objek tersebut mungkin adalah bintang lain yang jatuh ke dalam lubang hitam.
“Hal ini benar-benar berdampak pada pemahaman kita mengenai inventarisasi kematian bintang secara masif di alam semesta,” kata Dr De.
‘Dikatakan bahwa hal-hal ini mungkin terjadi secara diam-diam di luar sana dan mudah luput dari perhatian.’
