Selama ini lubang hitam selalu dipersepsikan sebagai sebuah pusaran raksasa dengan gaya gravitasi yang sangat besar yang dengan rakusnya ‘melahap’ bintang-bintang di sekitarnya, tetapi pada kenyataannya tidaklah seperti itu. Sebagai contoh, yang terjadi pada lubang hitam yang ada di dalam galaksi kita, di mana kejadiannya mugkin hanya terjadi pada setiap 100.000 tahun.
Sebuah satelit milik NASA yang bertugas mencari planet-planet baru di angkasa secara mengejutkan menangkap gambaran sebuah lubang hitam yang baru saja ‘melahap’ sebuah bintang, dan ini tidak pernah diperkirakan oleh para astronom sebelumnya.
Ini merupakan sebuah gambaran paling detail yang pernah didapatkan dari fenomena seperti ini, yang dikenal dengan tidal disruption event/TDE. Selain itu, ini juga yang pertama kalinya bagi satelit TESS (Transiting Exoplanet Satellite) milik NASA.
Pencapaian ini berhasil diraih berkat bantuan dari sebuah jaringan teleskop robotik yang ada di seluruh dunia yang berpusat di Ohio State University, yang dikenal dengan ASAS-SN (All Sky Automated Survey for Supernovae). Para astronom yang berasal dari observatorium Carnegie, Ohio State University dan lainnya mempublikasikan penemuan mereka ini dalam The Astrophysical Journal.
“Selama ini kami memonitor dengan teliti bagian dari langit dimana TESS melakukan observasi dengan teleskop ASAS-SN milik kami, dan kami merasa sangat beruntung dengan tertangkapnya kejadian ini karena area di langit yang secara kontinyu diamati oleh TESS sangatlah kecil, dan hasil yang kami dapatkan adalah salah satu dari TDE yang paling terang yang pernah kami saksikan,” kata Patrick Vallely, penulis kedua dari artikel penelitian ini. Teleskop ASAS-SN berhasil menangkap kejadian ini pada saat yang tepat dan dengan dukungan data-data dari TESS, kami bisa menyaksikan TDE pada waktu paling awal dari yang pernah dilihat oleh para astronom sebelumnya, dan ini membuka wawasan kami tentang bagaimana TDE ini terbentuk.”
Ilustrasi ini menunjukkan yang terjadi ketika bintang yang lewat terlalu dekat dengan lubang hitam dan terkoyak menjadi aliran gas. Beberapa gas akhirnya mengendap dalam struktur di sekitar lubang hitam yang disebut piringan akresi. (Credit: NASA Goddard Space Flight Center)
Tidal disruption event (TDE) terjadi ketika sebuah bintang berada pada jarak yang sangat dekat dengan lubang hitam. Dan tergantung dari beberapa faktor, termasuk ukuran dari bintang, ukuran dari lubang hitam dan seberapa dekat bintang tersebut terhadap lubang hitam, lubang hitam bisa hanya ‘menelan’ bintang tersebut, atau mencabik-cabik bintang tersebut menjadi bentuk untaian panjang yang mirip seperti spaghetti.
“Data yang didapatkan dari TESS membuat kami memahami bagaimana peristiwa destruktif ini terjadi, kami namakan ASASSN-19bt, yang teramati ketika mulai memancarkan cahaya terang, dan ini belum pernah bisa dilakukan sebelumnya,” kata Thomas Holoien, dari observatorium Carnegie, Pasadena, California, yang memperoleh gelar Ph.D di Ohio State University. “Kami berhasil dengan cepat menangkap peristiwa ini dengan dukungan teleskop ASAS-SN yang ada di bumi, kemudian kami melakukan pengamatan lanjutan dengan panjang gelombang yang lebih beragam dalam beberapa hari pertama. Dan data awal yang didapatkan akan sangat membantu kami dalam membangun model fisika dari ledakan di angkasa ini.”
ASAS-SN adalah sistem pertama yang mampu menampilkan kejadian tercabik-cabiknya sebuah bintang oleh lubang hitam. Holoien sedang bekerja di observatorium Las Campanas di Chili pada tanggal 29 Januari 2019, ketika menangkap tanda peringatan yang berasal dari salah satu teleskop robotik ASAS-SN di Afrika Selatan. Holoien telah memprogram dua buah teleskop di Las Campanas untuk bisa menangkap peristiwa TDE dan kemudian melakukan pengamatan lanjutan dengan menggunakan teleskop lainnya di seluruh dunia.
Dan secara kebetulan, TESS juga sedang melakukan pengamatan pada area di angkasa dimana teleskop ASAS-SN menangkap terjadinya TDE ini. Ini bukan sekedar sebuah keberuntungan saja bahwa teleskop-teleskop di bumi dan satelit saling berhubungan satu sama lain, setelah TESS diluncurkan pada bulan Januari 2018, tim yang berada dibelakang semua ini sangat berdedikasi dalam mewujudkan semua ini.
Ketika sebuah bintang berada pada posisi yang sangat dekat dengan sebuah lubang hitam, gelombang-gelombang yang intens berubah mejadi sebuah aliran gas. Ekor dari aliran gas tersebut menghilang dari sistem, dan sisanya berputar balik, mengelilingi lubang hitam tersebut, membentuk cakram dari serpihan-serpihan bintang. Dalam video ini diperlihatkan gambaran dari sebuah tidal disruption event yang diberi nama ASASSN-19bt yang berhasil ditangkap oleh Transiting Exoplanet Survey Sattelite (TESS) milik NASA dan Swift missions dn juga sebuah bentuk animasi yang memperlihatkan bagaimana peristiwa ini terjadi. (Credit: NASA Goddard Space Flight Center)
Dan secara kebetulan tidal disruption event ini terjadi pada garis pandang sistem, kata Chris Kochanek, professor bidang astronomi di Ohio State University.
Tidal disruption event sangat jarang terjadi, hanya terjadi sekali setiap 10.000 hingga 100.000 tahun dalam sebuah galaksi yang berukuran sama dengan galaksi kita. Supernovae, sebagai perbandingan, terjadi kurang lebih setiap 100 tahun. Para ilmuwan telah melakukan pengamatan setidaknya 40 kali TDE sepanjang sejarah (ASAS-SN telah menangkap beberapa kali dalam setahun). Peristiwa ini sangat langka terjadi, kata Kochanek, dan akan terjadi apabila jarak sebuah bintang terlalu dekat dengan lubang hitam, kurang lebih pada jarak antara bumi dan matahari.
“Bayangkan ketika anda berdiri di puncak sebuah gedung pencakar langit, dan kemudian anda menjatuh sebuah kelereng dari tempat anda berdiri, dan anda harus bisa memasukkannya kedalam sebuah lubang kecil yang berada ditengah tutup selokan di jalan,” kata Kochanek. “Dan peluang terjadinya TDE lebih sulit dari itu.”
Dan karena ASAS-SN berhasil menangkap tidal disruption event lebih awal, Holoien bisa memprogram teleskop tambahan untuk mengamati peristiwa tersebut, dan berhasil mengambil banyak gambar yang lebih detil dari pernah diambil sebelumnya. Para astronom kemudian bisa mengolah data dari TESS — karena merupakan satelit angkasa, data dari setelit tersebut baru bisa diakses beberapa minggu setelah peristiwa itu terjadi — untuk melihat apakah yang menjadi penyebab peristiwa tersebut. Dari data yang didapat dari TESS nantinya bisa diketahui tanda -tanda akan terjadinya tidal disruption event dalam 10 hari sebelum peristiwa itu terjadi.
Setelah melewati sebuah lubang hitam dalam jarak yang sangat dekat, bintang dalam ilustrasi artis ini tercabik-cabik hingga menjadi bentuk untaian tipis aliran gas, dan kemudian berputar balik mengelilingi lubang hitam dan akhirnya saling bertabrakan, menghasilkan cahaya yang sangat terang dan terlemparnya material-material panas ke angkasa. (Credit: Robin Dienel, courtesy of the Carnagie Insttitution fo Science)
Dari data awal yang didapat dari TESS, kita bisa melihat bagaimana sebuah cahaya bergerak sangat dekat dengan lubang hitam, jauh lebih dekat dari yang pernah kita lihat sebelumnya,” kata Vallely. “Dan juga bisa dilihat kenaikan intensitas pancaran cahaya dari ASASSN-19t, sehingga kami bisa tahu bahwa itu adalah TDE dan bukan suatu peristiwa ledakan benda angkasa biasa, terlihat seperti berasal dari pusat sebuah galaksi atau dari sebuah supernova.”
Holoien dan timnya menggunakan data UV yang berasal dari observatorium Neil Gehrels Swift – peristiwa TDE yang pernah tertangkap sebelumnya- untuk bisa tahu bahwa temperatur turun drastis sekitar 50%, dari sekitar 71.500 menjadi 35.500 derajat Fahrenheit (40.000oC menjadi 20.000o celcius), dalam beberapa hari saja. Dan untuk pertama kalinya berhasil terpantau terpantau penurunan temperatur pada TDE , walaupun sebelumnya sejumlah teori telah memprediksikannya, kata Holoien.
Dan yang spesial dari peristiwa ini dalam rendahnya tingkat emisi X-Ray yang terpantau oleh Swift. Para ilmuwan belum sepenuhnya mengerti kenapa TDE bisa menghasilkan begitu banyak emisi UV dan hanya sedikit emisi sinar X.
Para astronom memilki teori bahwa lubang hitam supermasif yang membentuk ASASSN-19bt ini memiliki berat sekitar 6 juta kali berat matahari. Dan berlokasi pada pusat sebuah galaksi yang diberi nama 2MASX J07001137-6602251 yang berjarak sekitar 375 juta tahun cahaya dari bumi, dan berada di konstelasi Volans. Bintang yang telah hancur tersebut mungkin berukuran sama dengan matahari kita.
