Dua minggu lalu (27 November), para astronom menerbitkan sebuah makalah di jurnal Nature yang mengklaim bahwa mereka telah menemukan lubang hitam raksasa yang tidak mungkin tidak terlalu jauh dari Bumi. Jika mereka benar, itu akan menjadi kejutan besar bagi astrofisika, membalikkan teori tentang bagaimana dan di mana lubang hitam besar terbentuk. Tapi sepertinya mereka salah.
Para peneliti berpikir mereka telah menemukan lubang hitam besar yang langka, 70 kali massa matahari kita, sebagai bagian dari sistem biner yang dikenal sebagai LB-1 yang berjarak 15.000 tahun cahaya dari Bumi. Tapi sekarang, dua makalah independen yang diterbitkan ke database arXiv minggu ini menemukan masalah dasar yang sama dengan klaim itu: Ini bergantung pada bukti bahwa lubang hitam yang tak terlihat bergoyang sangat sedikit sebagai bintang pendamping berat, yang dikenal sebagai bintang B, berputar di sekitarnya . Perbedaan antara gerak sedikit lubang hitam dan gerakan cepat bintang menunjukkan lubang hitam jauh lebih besar - jika mereka lebih dekat dengan ukuran satu sama lain, Anda akan berharap lubang hitam bergerak sebanyak bintang. Namun, menurut dua makalah baru, para peneliti salah menafsirkan apa yang mereka lihat dalam cahaya dari sistem yang jauh.
Bayangkan pegulat sumo mencambuk bola bowling dalam lingkaran di ujung rantai panjang. Itu cukup banyak bagaimana model sistem ini bekerja di makalah Nature. Pegulat dalam skenario itu (lubang hitam) akan bergerak bolak-balik sedikit untuk mengimbangi berat bola (bintang pendamping), tetapi bola akan melakukan sebagian besar bergerak. Jika Anda tahu massa bola bowling dan tahu seberapa banyak mereka masing-masing bergerak, Anda bisa menghitung massa pegulat sumo.
Masalahnya adalah bahwa sedikit cahaya yang tergoyahkan para peneliti membuat klaim pada - yang disebut "garis emisi Hα" - sekarang sepertinya tidak datang dari lubang hitam sama sekali. Itu berarti pengukuran massa yang mengejutkan pikiran kemungkinan besar salah.
"Anda mendapatkan 'bintang B' dengan massa tinggi ini, dan itu adalah satu komponen. Dan kemudian lubang hitam adalah komponen lainnya," kata Jackie Faherty, seorang astrofisikawan di Museum Sejarah Alam Amerika di New York City, yang tidak tidak terlibat dalam salah satu dari makalah ini. "Jadi, kamu punya dua hal yang sedang kamu lihat tetapi mereka bisa saling membingungkan."
Teleskop di Bumi umumnya tidak cukup tajam untuk menyelesaikan objek individu dalam sistem bintang dengan cukup baik untuk mengukur pergerakan mereka - terutama ketika salah satu objek tersebut adalah lubang hitam, hanya terlihat dari "akresi disk" tipis dari bahan di sekitar tubuh utamanya. . Jadi mempelajari sistem ini sering membutuhkan analisis pola dalam frekuensi cahaya individu yang berasal dari sistem, dan menggunakannya untuk menarik kesimpulan tentang apa yang terjadi di dalamnya.
LB-1 memiliki satu sumber data yang sangat terang: Semua cahaya datang dari bintang B normal dalam sistem. Para peneliti dapat mengukur pergerakannya menggunakan efek Doppler, yang membuat panjang gelombang cahaya memanjang dan cahaya tampak memerah ketika bintang bergerak menjauh dari Bumi, dan kemudian mendapatkan sedikit lebih biru ketika bergerak kembali ke Bumi. Para peneliti dapat melacak efek Doppler dalam serangkaian garis emisi - terutama frekuensi radiasi yang cerah yang sesuai dengan fitur individual bintang.
Dalam makalah Nature, para peneliti menemukan garis emisi lain dalam sistem, garis Hα, yang tampaknya tidak berasal dari bintang normal. Mereka menemukan itu juga menunjukkan efek Doppler ringan, menunjukkan sumbernya bergerak sedikit, dan mengisyaratkan bahwa itu kemungkinan berasal dari disk material di sekitar lubang hitam yang tak terlihat dalam sistem. Apa yang ditemukan oleh makalah-makalah baru itu adalah bahwa para peneliti Nature gagal untuk sepenuhnya memisahkan data dari sumber terang, bintang, dan dari sumber redup. Goyangan nyata di garis Hα adalah semacam ilusi yang diciptakan oleh cahaya dari bintang pendamping, dan menghilang begitu Anda dengan benar mengurangi sumber itu. Apa pun yang membuat garis Hα sama sekali tidak bergerak relatif terhadap sistem.
"Setelah ditunjukkan, sangat mudah dipahami - itu bukan sesuatu yang tidak jelas, dan saya pikir sebagian besar astronom akan memahami argumen dan setuju," Leo C. Stein, seorang astrofisikawan Universitas Mississippi yang juga tidak terlibat dalam semua ini makalah, kata Live Science.
Dia mengatakan bahwa setelah melihat makalah baru dia "sangat skeptis" dari klaim makalah Nature awal tentang massa lubang hitam.
Jika garis Hα tidak bergerak, itu berarti salah satu dari dua hal, University of California, Berkeley, tulis ahli astrofisika Kareem El-Badry dan Eliot Quataert dalam makalah mereka, salah satu dari dua yang diterbitkan untuk arXiv yang mengidentifikasi masalah Hα.
"Salah satu interpretasi yang mungkin adalah bahwa rekannya adalah lubang hitam dengan massa yang bahkan lebih tinggi dari yang dilaporkan," catat mereka.
Mungkin lubang hitam itu begitu luar biasa dalam ukurannya sehingga tampaknya tidak bergerak sama sekali di bawah pengaruh gravitasi bintang pendampingnya.
"Kami menganggap skenario ini sangat tidak mungkin," tulis mereka.
Tidak ada bukti lain dari lubang hitam besar dalam sistem.
Jadi skenario yang lebih mungkin adalah bahwa sistem tersebut mengandung lubang hitam yang lebih khas pada skala matahari, dan garis Hα berasal dari beberapa sumber lain, sebagaimana diuraikan dalam kertas arXiv kedua, dari tim yang lebih besar dari Katholieke. Universiteit Leuven dan Royal Observatory, keduanya di Belgia.
Makalah ketiga, dari tim peneliti dari Selandia Baru, Kanada, dan Australia, mengidentifikasi beberapa masalah lagi dengan makalah Nature, termasuk bahwa penulis kemungkinan salah menilai jarak ke sistem. Itu menarik, kata Stein, tetapi masalah Hα menghadirkan masalah yang jauh lebih mudah.
Sistemnya masih menarik, dan El-Badry mengatakan dalam tweet bahwa dia ingin mempelajarinya secara lebih rinci. Tapi itu lebih cocok dengan teori astrofisika yang ada, yang dengan mudah menjelaskan lubang hitam yang lebih kecil di wilayah ruang ini, tetapi berjuang untuk menjelaskan bagaimana lubang hitam yang jauh lebih besar bisa terbentuk.
"Ini adalah kisah tentang bagaimana sains berkembang," kata Faherty kepada Live Science. "Para ilmuwan menjadi sangat tertarik karena itu adalah semacam dorongan yang menarik untuk apa yang mungkin kita pertimbangkan dalam teori evolusi bintang kita. Tetapi sains berkembang juga ketika kita dengan cermat memeriksa karya masing-masing, dan itulah yang terjadi dalam kasus ini."
