Lubang hitam supermasif adalah lubang hitam dengan massa jutaan hingga miliaran kali massa Matahari, dan hampir setiap galaksi besar punya satu di pusatnya. Lubang hitam biasa terbentuk dari runtuhnya bintang masif. Lubang hitam supermasif masih menyimpan banyak teka-teki tentang bagaimana ia bisa tumbuh sebesar itu.
Bedanya dengan lubang hitam biasa
Lubang hitam bintang terbentuk saat bintang yang massanya lebih dari sekitar 20 kali Matahari kehabisan bahan bakar dan runtuh. Massanya biasanya beberapa kali hingga beberapa puluh kali massa Matahari. Lubang hitam supermasif massanya mencapai jutaan hingga miliaran massa Matahari. Ukuran horizon peristiwanya juga jauh lebih besar. Lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti, yang disebut Sagittarius A*, massanya sekitar empat juta massa Matahari. Horizon peristiwanya kira-kira sebesar orbit Merkurius, meski massa jenisnya sangat rendah. Jadi, meski supermasif, lubang hitam ini tidak langsung menelan apa pun yang mendekat.
Jika ingin memahami dasar-dasar lubang hitam terlebih dahulu, ada baiknya membaca penjelasan mendalam tentang lubang hitam untuk pemula.
Bagaimana lubang hitam supermasif terbentuk?
Proses pembentukan lubang hitam supermasif masih menjadi salah satu misteri terbesar dalam astrofisika. Ada beberapa skenario yang diajukan.
- Runtuhnya awan gas raksasa: Di alam semesta awal, awan gas yang sangat besar bisa runtuh langsung menjadi lubang hitam dengan massa puluhan ribu hingga ratusan ribu massa Matahari, tanpa melalui tahap bintang.
- Penggabungan lubang hitam bermassa menengah: Lubang hitam yang lebih kecil bergabung berulang kali hingga massanya menumpuk.
- Pertumbuhan cepat melalui penyerapan materi: Lubang hitam menyerap gas dalam jumlah besar dalam waktu singkat, terutama saat galaksi masih aktif.
Ketiga skenario ini masih dalam penelitian. Observasi galaksi jauh menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif sudah ada saat alam semesta baru berusia kurang dari satu miliar tahun. Temuan ini menantang model pertumbuhan lambat.
Peran di pusat galaksi
Lubang hitam supermasif memengaruhi lingkungan sekitarnya melalui gravitasi dan energi yang dilepaskan saat menelan materi. Materi yang jatuh ke lubang hitam membentuk cakram akresi yang sangat panas dan memancarkan cahaya terang, kadang lebih terang dari seluruh galaksi. Fenomena ini disebut inti galaksi aktif (AGN). Semburan energi dari AGN dapat memanaskan gas di sekitar galaksi dan menghambat pembentukan bintang baru. Lubang hitam supermasif dengan demikian bisa mengatur pertumbuhan galaksi.
Untuk memahami seberapa besar pengaruh gravitasinya, bayangkan lubang hitam ini seperti pusat tata surya yang massanya jutaan kali Matahari. Bintang-bintang di sekitar pusat galaksi bergerak sangat cepat mengelilinginya. Dari pengamatan gerak bintang inilah astronom bisa memperkirakan massa lubang hitam supermasif, seperti yang dilakukan untuk Sagittarius A*.
Cara astronom mempelajarinya
Lubang hitam tidak memancarkan cahaya, jadi astronom mempelajarinya dari pengaruh terhadap sekitarnya. Ada beberapa teknik yang dipakai:
- Mengamati gerak bintang: Bintang yang mengorbit dekat pusat galaksi akan bergerak cepat. Dari kecepatan dan orbitnya, massa lubang hitam dapat dihitung.
- Melihat cakram akresi: Gas yang panas memancarkan sinar-X dan gelombang radio. Teleskop sinar-X seperti Chandra dan XMM-Newton sering digunakan.
- Interferometri radio: Teleskop Event Horizon (EHT) menggabungkan sinyal dari banyak teleskop radio untuk menghasilkan citra horizon peristiwa lubang hitam supermasif di galaksi M87 dan Sagittarius A*.
- Memantau perubahan kecerahan: Fluktuasi cahaya dari inti galaksi aktif memberi petunjuk tentang ukuran dan aktivitas lubang hitam.
Bagi pemula yang ingin memahami cara membaca citra lubang hitam, ada panduan cara membaca citra lubang hitam yang bisa dijadikan referensi.
Lubang hitam supermasif terdekat
Sagittarius A* adalah lubang hitam supermasif terdekat dengan Bumi, berjarak sekitar 27.000 tahun cahaya. Ia tidak aktif menelan materi dalam jumlah besar saat ini, sehingga relatif redup. Galaksi lain seperti M87 memiliki lubang hitam supermasif yang lebih aktif dan sempat dipotret oleh EHT. M87* massanya sekitar 6,5 miliar massa Matahari, jauh lebih besar dari Sagittarius A*.
Jika penasaran bagaimana lubang hitam supermasif bisa terlihat dari Bumi, artikel cara membayangkan lubang hitam dari Bumi mungkin membantu.
Masa depan penelitian lubang hitam supermasif
Para astronom terus mengembangkan teleskop dan metode observasi untuk menjawab pertanyaan tentang asal-usul dan evolusi lubang hitam supermasif. Teleskop generasi baru seperti James Webb Space Telescope (JWST) mengamati galaksi-galaksi jauh untuk melihat bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh di alam semesta awal. Pengamatan gelombang gravitasi dari penggabungan lubang hitam supermasif di masa depan diharapkan memberi petunjuk tentang proses penggabungannya. Untuk saat ini, lubang hitam supermasif tetap menjadi objek yang menarik untuk dipelajari, baik oleh ilmuwan maupun penggemar astronomi.
Bagi yang ingin membandingkan dengan objek lain, artikel lubang hitam vs bintang neutron bisa menjadi bacaan lanjutan.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa perbedaan lubang hitam supermasif dan lubang hitam biasa?
Perbedaan utamanya adalah massa. Lubang hitam biasa (bermassa bintang) terbentuk dari runtuhnya bintang masif dan massanya beberapa kali hingga puluhan kali massa Matahari. Lubang hitam supermasif massanya jutaan hingga miliaran kali massa Matahari dan berada di pusat galaksi. Proses pembentukannya juga berbeda dan masih diteliti.
Apakah lubang hitam supermasif berbahaya bagi Bumi?
Tidak. Jarak lubang hitam supermasif terdekat, Sagittarius A*, sekitar 27.000 tahun cahaya dari Bumi. Gravitasi lubang hitam supermasif tidak akan menarik Bumi karena jaraknya sangat jauh dan pengaruhnya hanya terasa di sekitar pusat galaksi. Lubang hitam supermasif tidak bergerak mendekati Bumi.
Bagaimana cara astronom mengukur massa lubang hitam supermasif?
Ada beberapa cara. Yang paling langsung adalah mengamati gerak bintang atau gas yang mengorbit di dekat lubang hitam. Dari kecepatan orbit dan jaraknya, massa lubang hitam dapat dihitung menggunakan hukum gravitasi. Pengamatan cakram akresi dan emisi sinar-X juga memberi petunjuk tentang massa dan laju penyerapan materi.