Para astronom telah terpesona dengan gugusan bola sejak mereka pertama kali diamati pada abad ke-17. Koleksi bintang bulat ini adalah salah satu sistem bintang tertua yang diketahui di Alam Semesta, yang berasal dari awal Semesta ketika galaksi baru mulai tumbuh dan berevolusi. Gugus semacam itu mengorbit pusat sebagian besar galaksi, dengan lebih dari 150 diketahui milik Bima Sakti saja.
Salah satu cluster ini dikenal sebagai NGC 3201, sebuah cluster yang terletak sekitar 16.300 tahun cahaya di konstelasi selatan Vela. Dengan menggunakan Teleskop Sangat Besar ESO (VLT) di Observatorium Paranal di Chili, tim astronom baru-baru ini mempelajari gugusan ini dan memperhatikan sesuatu yang sangat menarik. Menurut penelitian yang mereka rilis, kluster ini tampaknya memiliki lubang hitam yang tertanam di dalamnya.
Studi ini muncul di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society dengan judul "Seorang kandidat lubang hitam massa-massa terpisah di gugus globular NGC 3201". Studi ini dipimpin oleh Benjamin Giesers dari Georg-Agustus-University of Göttingen dan termasuk anggota dari Liverpool John Moores University, Queen Mary University of London, Leiden Observatory, Institute of Astrophysics and Space Sciences, ETH Zurich, dan Leibniz Institute untuk Astrophysics Potsdam (AIP).
Demi penelitian mereka, tim mengandalkan instrumen Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) pada VLT untuk mengamati NGC 3201. Instrumen ini unik karena cara ini memungkinkan para astronom untuk mengukur pergerakan ribuan bintang jauh secara bersamaan. . Dalam pengamatan mereka, tim menemukan bahwa salah satu bintang gugusan dilemparkan dengan kecepatan beberapa ratus kilometer per jam dan dengan periode 167 hari.
Seperti yang dijelaskan Giesers dalam siaran pers ESO:
“Itu mengorbit sesuatu yang sama sekali tidak terlihat, yang memiliki massa lebih dari empat kali Matahari - ini hanya bisa menjadi lubang hitam! Yang pertama ditemukan di gugus bola dengan mengamati tarikan gravitasinya secara langsung.”
Temuan ini agak tidak terduga, dan merupakan pertama kalinya para astronom mampu mendeteksi lubang hitam yang tidak aktif di jantung gugus bola - yang berarti bahwa saat ini tidak bertambah bahan atau dikelilingi oleh cakram gas yang menyala. Mereka juga dapat memperkirakan massa lubang hitam dengan mengukur gerakan bintang di sekitarnya dan dengan demikian memperkirakan tarikan gravitasi yang sangat besar.
Dari sifat-sifat yang diamati, tim menentukan bahwa bintang yang bergerak cepat adalah sekitar 0,8 kali massa Matahari kita dan massa rekan lubang hitamnya sekitar 4,36 kali massa Matahari. Ini menempatkannya dalam kategori "lubang hitam massa-bintang", yang merupakan bintang yang melebihi batas massa maksimum bintang neutron, tetapi lebih kecil daripada lubang hitam supermasif (SMBH) - yang ada di pusat sebagian besar galaksi.
Temuan ini sangat signifikan, dan bukan hanya karena ini adalah pertama kalinya para astronom mengamati lubang hitam bermassa bintang di gugus bola. Selain itu, ini mengkonfirmasi apa yang telah dicurigai para ilmuwan selama beberapa tahun sekarang, berkat studi radio dan x-ray terbaru dari cluster globular dan deteksi sinyal gelombang gravitasi. Pada dasarnya, ini menunjukkan bahwa lubang hitam lebih umum di cluster globular daripada yang diperkirakan sebelumnya.
"Sampai baru-baru ini, diasumsikan bahwa hampir semua lubang hitam akan hilang dari gugus bola setelah waktu yang singkat dan bahwa sistem seperti ini seharusnya tidak ada!" kata Giesers. "Tapi jelas ini bukan masalahnya - penemuan kami adalah deteksi langsung pertama dari efek gravitasi dari lubang hitam massa-bintang di sebuah gugus bola. Temuan ini membantu dalam memahami pembentukan kluster globular dan evolusi lubang hitam dan sistem biner - penting dalam konteks memahami sumber gelombang gravitasi. "
Temuan ini juga signifikan mengingat bahwa hubungan antara lubang hitam dan gugus bola tetap misterius, tetapi sangat penting. Karena massa tinggi, volume yang padat, dan usia yang luar biasa, para astronom percaya bahwa cluster telah menghasilkan sejumlah besar lubang hitam bermassa bintang selama sejarah Semesta. Penemuan ini karena itu dapat memberi tahu kita banyak tentang pembentukan gugus bola, lubang hitam, dan asal-usul peristiwa gelombang gravitasi.
Dan pastikan untuk menikmati podcast ESO ini menjelaskan penemuan terbaru:
