BAGIKAN
Credit: SXS

Sebuah tim ilmuwan internasional telah mendeteksi riak dalam ruang dan waktu, yang dikenal sebagai gelombang gravitasi dari sebuah peristiwa tabrakan lubang hitam terbesar yang pernah diketahui higga saat ini, yang pada akhirnya membentuk sebuah lubang hitam baru yang lebih besar dengan ukuran sekitar 80 kali lebih besar dari Matahari.

Susan Scott, yang merupakan pemimpin dari General Relativity Theory and Data Analysis Group di Australian National University (ANU), mengatakan bahwa timnya menemukan empat buah tabrakan setelah menganalisis ulang data dari dua lintasan pengamatan lanjutan yang telah dilakukan oleh Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) pertama.

Para ilmuwan sebelumnya pernah mendeteksi peristiwa yang membentuk lubang hitam terbesar yang diketahui dari penggabungan sistem biner berupa dua buah lubang hitam pada 29 Juli 2017. Peristiwa itu terjadi pada jarak sekitar sembilan miliar tahun cahaya jauhnya.

Saat dua buah lubang hitam bertabrakan keduanya tidak dapat lepas dari gravitasi masing-masing dan akan saling berputar hingga akhirnya bergabung menjadi satu lubang hitam baru dengan ukuran jauh lebih besar. Selama peristiwa tersebut akan menghasilkan energi yang luar biasa dan mengirimkan riak besar melalui ruang dan waktu di alam semesta. Riak-riak ini disebut gelombang gravitasi yang dapat dideteksi oleh LIGO.

LIGO adalah observatorium gelombang gravitasi dan eksperimen fisika canggih terbesar di dunia. Terdiri dari dua interferometer laser yang terletak ribuan kilometer jauhnya, LIGO mengeksploitasi sifat fisik cahaya dan ruang itu sendiri untuk mendeteksi dan memahami asal-usul gelombang gravitasi.

“Peristiwa ini juga berupa perputaran dua buah lubang hitam tercepat dari semua penggabungan lubang hitam yang telah diamati sejauh ini. Juga merupakan peristiwa penggabungan lubang hitam yang terjadi dengan jarak terjauh yang telah diamati sejauh ini,” kata Scott.

Tiga buah peristiwa tabrakan lubang hitam lainnya telah terdeteksi antara 9 hingga 23 Agustus 2017, berada di antara tiga hingga enam miliar tahun cahaya jauhnya dan ukuran lubang hitam yang telah dihasilkan berkisar antara 56 hingga 66 kali lebih besar dari Matahari.

“Ini berasal dari empat sistem lubang hitam biner yang berbeda yang saling menghancurkan dan memancarkan gelombang gravitasi yang kuat ke luar angkasa,” kata Scott.

“Pendeteksian terhadap tabrakan lubang hitam ini sangat meningkatkan pemahaman kita tentang seberapa banyak sistem lubang hitam biner yang ada di alam semesta, serta jangkauan massa mereka dan seberapa cepat perputaran lubang hitam selama penggabungan.”

Para peneliti berencana untuk terus meningkatkan kualitas detektor gelombang gravitasi sehingga mereka dapat mendeteksi berbagai peristiwa bencana jauh lebih banyak dan lebih jauh jangkauannya di luar angkasa, suatu hari berharap untuk mencapai kembali ke awal waktu tepat setelah peristiwa Big Bang yang tidak dapat dilakukan pendeteksiannya dengan cahaya.

Setelah pengamatan awal berjalan, ilmuwan mengkalibrasi ulang dan membersihkan data-data yang telah berhasil dikumpulkan.

“Ini meningkatkan sensitivitas jaringan detektor yang memungkinkan pencarian kami untuk mendeteksi lebih banyak sumber,” kata Scott.

“Kami juga memasukkan model yang ditingkatkan dari sinyal yang diperkirakan selama pencarian kami.”

Sejak pengamatan kedua selesai pada Agustus 2017, para ilmuwan telah meningkatkan detektor gelombang gravitasi LIGO dan Virgo untuk membuatnya lebih sensitif.

“Ini berarti selama menjalankan pengamatan ketiga yang akan datang, mulai awal tahun depan, kita akan dapat mendeteksi peristiwa lebih jauh di luar angkasa, yang berarti lebih banyak pendeteksian dan gelombang gravitasi potensial dari sumber-sumber baru dan belum diketahui di alam semesta,” kata Scott.

Tim peneliti internasional telah mendeteksi gelombang gravitasi dari 10 penggabungan lubang hitam dan satu tabrakan bintang neutron selama tiga tahun terakhir. Bintang neutron adalah bintang terpadat di alam semesta, dengan diameter hanya sekitar 20 kilometer.

Kelompok riset Scott juga merancang proyek baru untuk memungkinkan mereka mendeteksi gelombang gravitasi yang berasal dari bintang neutron berumur pendek yang dihasilkan dari penggabungan bintang neutron.

Karl Wette, seorang rekan postdoctoral dalam kelompok di ANU dan anggota OzGrav, mengatakan para ilmuwan tidak yakin apa yang terbentuk dari penggabungan bintang neutron yang terdeteksi pada bulan Agustus tahun lalu.

“Bisa jadi bintang neutron yang jatuh ke lubang hitam setelah beberapa waktu atau langsung berubah menjadi lubang hitam,” katanya.

“Proyek baru kami akan membantu memberikan informasi penting tentang apa yang kami dapatkan dari penggabungan dua buah bintang neutron.”

Hasil penemuan akan dipublikasikan di  Physical Review X.