Selama beberapa dekade, ahli astrofisika bergulat dengan paradoks matematika: lubang hitam supermasif terlalu besar untuk ada menurut pemahaman fisika kita saat ini. Berdasarkan model standar, proses “pertambahan gas”—di mana lubang hitam menarik materi di sekitarnya untuk tumbuh—membutuhkan waktu jauh lebih lama dibandingkan usia alam semesta yang memungkinkan raksasa ini mencapai proporsinya yang sangat besar.
Untuk memecahkan misteri ini, para ilmuwan telah lama mengajukan “teori merger”: lubang hitam supermasif tumbuh dengan bertabrakan satu sama lain selama penggabungan galaksi. Kini, sebuah penelitian inovatif menawarkan bukti langsung pertama bahwa proses ini benar-benar terjadi.
Misteri Markarian 501
Penemuan ini berpusat pada Markarian 501 (Mrk 501), sebuah galaksi elips yang terletak di konstelasi Hercules. Seperti banyak galaksi aktif lainnya, Mrk 501 memiliki pancaran partikel supercharged yang kuat yang dikeluarkan dari pusatnya dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya. Karena pancaran ini diarahkan langsung ke Bumi, jet ini berfungsi sebagai suar dengan visibilitas tinggi bagi para astronom.
Dengan menggunakan data frekuensi radio yang dikumpulkan selama periode observasi besar-besaran selama 23 tahun, para peneliti dari Institut Astronomi Radio Max Planck Jerman menyadari sesuatu yang mustahil: galaksi tampaknya memiliki dua jet, bukan satu.
Melacak Tarian Surgawi
Para peneliti tidak hanya melihat jet kedua; mereka melihatnya bergerak. Dengan menganalisis data, mereka mengamati tarian orbital yang kompleks:
- Gerakan Orbital: Jet kedua tampak bergerak berlawanan arah jarum jam di sekitar jet pertama.
- Pelensaan Gravitasi: Pada bulan Juni 2022, radiasi dari jet kedua tampak terdistorsi menjadi bentuk lingkaran, yang dikenal sebagai cincin Einstein. Hal ini terjadi ketika gravitasi lubang hitam pertama membelokkan cahaya lubang hitam kedua, bertindak seperti kaca pembesar kosmik.
- Periode Orbital: Berdasarkan siklus kecerahan yang berulang, para astronom memperkirakan dua lubang hitam mengorbit satu sama lain setiap 121 hari.
“Kami mencarinya begitu lama, dan kemudian menjadi sangat mengejutkan bahwa kami tidak hanya dapat melihat jet kedua, namun bahkan melacak pergerakannya,” kata rekan penulis studi Silke Britzen.
Penggabungan Besar-besaran di Cakrawala
Meskipun jarak antara dua lubang hitam—kira-kira 250 hingga 540 kali jarak antara Bumi dan Matahari—mungkin terdengar sangat jauh, namun jaraknya sangat dekat dalam skala kosmik. Benda-benda ini memiliki massa yang berkisar antara 100 juta hingga 1 miliar kali massa Matahari kita.
Pada jarak ini, kedua raksasa tersebut berada pada jalur tabrakan. Para ilmuwan memperkirakan mereka bisa bergabung dalam satu abad mendatang.
Mengapa Ini Penting
Temuan ini memberikan bagian penting dari teka-teki dalam memahami evolusi galaksi. Jika lubang hitam supermasif tumbuh terutama melalui penggabungan yang dahsyat ini dan bukannya pertambahan yang lambat, hal ini mengubah keseluruhan model kita tentang bagaimana galaksi terbentuk dan menjadi dewasa.
Meskipun penggabungan sebenarnya akan terjadi 440 juta tahun cahaya jauhnya—jauh di luar jangkauan pengamatan langsung manusia—peristiwa tersebut kemungkinan besar akan mengirimkan riak melalui ruang-waktu. Saat mereka semakin dekat, pasangan tersebut akan memancarkan gelombang gravitasi berfrekuensi sangat rendah, yang mungkin dapat dideteksi oleh observatorium di masa depan, sehingga memberikan bukti pasti tentang penyatuan kosmik ini.
Kesimpulan: Pengamatan jet ganda di Markarian 501 memberikan bukti kuat bahwa lubang hitam supermasif tumbuh melalui penggabungan, sehingga berpotensi memecahkan misteri matematika lama mengenai ukurannya yang sangat besar.
