Mungkin kita menganggap bahwa lubang hitam supermasif hanya duduk terdiam di pusat galaksi. Meskipun para ilmuwan telah lama memperkirakan bahwa lubang hitam supermasif dapat berkeliaran, akan tetapi menemukannya dalam keadaan tersebut telah terbukti sangat menyulitkan. Sekarang, para peneliti memiliki bukti terbaik untuk lubang hitam supermasif yang tidak hanya bergerak di alam semesta, tetapi juga bergerak di dalam galaksinya sendiri.
Para peneliti dari Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics telah mengidentifikasi sebuah kasus paling jelas hingga saat ini bagaimana sebuah lubang hitam supermasif sedang bergerak. Hasilnya, diterbitkan di Astrophysical Journal.
“Kami tidak menyangka bahwa mayoritas lubang hitam supermasif bergerak; mereka biasanya hanya terdiam,” kata pemimpin penelitian Dominic Pesce, dari Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics.
“Mereka begitu berat sehingga sulit untuk membuatnya bergerak. Pertimbangkan betapa lebih sulitnya menendang bola bowling menjadi sebuah gerakan daripada menendang bola sepak – menyadari bahwa dalam kasus ini, ‘bola bowling’ adalah beberapa juta kali massa Matahari kita. Itu akan membutuhkan tendangan yang sangat kuat.”
Pesce dan kolaboratornya telah bekerja untuk mengamati kejadian langka ini selama lima tahun terakhir dengan membandingkan kecepatan lubang hitam supermasif dan galaksi.
“Kami bertanya: Apakah kecepatan lubang hitam sama dengan kecepatan galaksi tempat mereka berada?” dia menjelaskan. “Kami memperkirakan mereka memiliki kecepatan yang sama. Jika tidak, itu menandakan bahwa lubang hitam telah terganggu.”
Dalam upaya pencariannya, tim awalnya mensurvei 10 galaksi jauh dan lubang hitam supermasif yang berada di intinya. Mereka secara khusus mempelajari lubang hitam yang yang disebut megamaser. Sejenis lubang hitam supermasif aktif yang memilki cakram akresi berupa gas dan debu yang terserap ke dalamnya, hingga menghasilkan panas dan cahaya dalam jumlah besar.
Selain berbagai senyawa lainnya, dalam sebuah megamaser dapat juga ditemukan air. Dengan keberadaan berbagai bahan ini memperkuat kilauan inti dalam berbagai panjang gelombang mikro yang beragam.
Saat air mengorbit di sekitar lubang hitam, ia menghasilkan pancaran cahaya radio seperti laser yang dikenal sebagai maser. Ketika dipelajari dengan jaringan gabungan antena radio menggunakan teknik yang dikenal sebagai very long baseline interferometry (VLBI), maser dapat membantu mengukur kecepatan lubang hitam dengan sangat tepat, kata Pesce.
Dengan mempelajari air dari megamaser secara khusus, Pesce dan rekan-rekannya berharap dapat mengidentifikasi lubang hitam supermasif yang bergerak dengan kecepatan berbeda terhadap galaksi yang mengelilinginya. Teknik tersebut membantu tim menentukan bahwa 9 dari 10 lubang hitam supermasif sedang terdiam, tetapi salah satu di antaranya begitu mencolok dan tampak sedang bergerak.
Lubang hitam yang diperkirakan melakukan perjalanan ini, terdapat dalam sebuah galaksi spiral yang bernama J0437 + 2456. Terletak sekitar 230 juta tahun cahaya dari Bumi, lubang hitam supermasifnya sekitar 3 juta kali massa Matahari. Tampaknya lubang hitam supermasif ini bergerak dengan kecepatan yang sangat berbeda di antara berbagai objek galaksi lainnya.
Selanjutnya para peneliti melakukan pengamatan menggunakan observatorium Arecibo dan Gemini. Sekarang, mereka telah mengkonfirmasi temuan awal mereka bahwa sebuah lubang hitam supermasif sedang bergerak dengan kecepatan sekitar 4.810 kilometer per detik di dalam galaksi J0437 + 2456 tersebut.
Hidrogen bebas galaksi, sebaliknya tampak mundur dengan kecepatan 4.910 kilometer per detik. Menurut pengamatan pergerakan dari bintang dan gas, kecepatan wilayah bagian dalam galaksi adalah 4.860 kilometer per detik.
Karena semua pengukuran ini berbeda satu sama lain secara signifikan, dan seluruh struktur kecepatan galaksi tampak cukup rumit, sulit untuk mengetahui dengan tepat bagaimana segala sesuatu bergerak-gerak di lokasinya.
Ada beberapa kemungkinan penjelasannya. Galaksi ini bisa saja telah tercampur dengan galaksi lainnya. Lubang hitam supermasifnya bisa saja bertabrakan dengan lubang hitam supermasif lainnya yang mendorong lubang hitam keluar dari posisi sebelumnya.
“Kami mungkin mengamati akibat dari penggabungan dua buah lubang hitam supermasif,” kata Jim Condon, astronom radio di National Radio Astronomy Observatory yang terlibat dalam penelitian tersebut.
“Hasil dari penggabungan seperti itu dapat menyebabkan lubang hitam yang baru terlahir menjadi mundur, dan kita mungkin menyaksikannya dalam gerakan mundur atau saat lubang hitam itu kembali terdiam.”
“Apa yang bisa kami lihat dari galaksi J0437 + 2456 adalah salah satu dari pasangan lubang hitam, di mana lubang hitam lainnya tersembunyi dari pengamatan radio kami karena kekurangan dari emisi masernya,” kata Pesce.