Pada bulan Februari 2016, para ilmuwan yang bekerja di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) membuat sejarah ketika mereka mengumumkan deteksi pertama gelombang gravitasi. Sejak saat itu, studi tentang gelombang gravitasi telah maju pesat dan membuka kemungkinan baru ke dalam studi Alam Semesta dan hukum yang mengaturnya.
Sebagai contoh, sebuah tim dari Universitas Frankurt am Main baru-baru ini menunjukkan bagaimana gelombang gravitasi dapat digunakan untuk menentukan bagaimana bintang-bintang neutron masif dapat sebelum jatuh ke lubang hitam. Ini tetap menjadi misteri sejak bintang-bintang neutron pertama kali ditemukan pada 1960-an. Dan dengan batas massa atas sekarang ditetapkan, para ilmuwan akan dapat mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana materi berperilaku dalam kondisi ekstrim.
Studi yang menggambarkan temuan mereka baru-baru ini muncul di jurnal ilmiah The Astrophysical Journal Letters dengan judul "Menggunakan Pengamatan Gelombang-Gravitasi dan Hubungan Kuasi-universal untuk Membatasi Massa Maksimum Bintang Neutron". Penelitian ini dipimpin oleh Luciano Rezzolla, Ketua Astrofisika Astrofisika dan Direktur Institut Fisika Teoritis di Universitas Frankfurt, dengan bantuan yang diberikan oleh murid-muridnya, Elias Most dan Lukas Wei.
Demi studi mereka, tim mempertimbangkan pengamatan terbaru yang dibuat dari peristiwa gelombang gravitasi yang dikenal sebagai GW170817. Peristiwa ini, yang terjadi pada 17 Agustus 2017, adalah gelombang gravitasi keenam yang ditemukan oleh Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) dan Virgo Observatory. Tidak seperti peristiwa sebelumnya, yang satu ini unik karena tampaknya disebabkan oleh tabrakan dan ledakan dua bintang neutron.
Dan sementara peristiwa lain terjadi pada jarak sekitar satu miliar tahun cahaya, GW170817 terjadi hanya 130 juta tahun cahaya dari Bumi, yang memungkinkan deteksi dan penelitian cepat. Selain itu, berdasarkan pemodelan yang dilakukan berbulan-bulan setelah acara (dan menggunakan data yang diperoleh oleh Chandra X-ray Observatory) tabrakan tampaknya telah meninggalkan lubang hitam sebagai sisa.
Tim juga mengadopsi pendekatan "hubungan universal" untuk studi mereka, yang dikembangkan oleh para peneliti di Universitas Frankfurt beberapa tahun yang lalu. Pendekatan ini menyiratkan bahwa semua bintang neutron memiliki sifat yang mirip yang dapat dinyatakan dalam jumlah yang tidak berdimensi. Dikombinasikan dengan data GW, mereka menyimpulkan bahwa massa maksimum bintang-bintang neutron yang tidak berputar tidak dapat melebihi 2,16 massa matahari.
Seperti yang dijelaskan Profesor Rezzolla dalam siaran pers Universitas Frankfurt:
“Keindahan penelitian teoritis adalah dapat membuat prediksi. Teori, bagaimanapun, sangat membutuhkan percobaan untuk mempersempit beberapa ketidakpastiannya. Oleh karena itu sangat luar biasa bahwa pengamatan satu penggabungan bintang neutron biner yang terjadi jutaan tahun cahaya dikombinasikan dengan hubungan universal yang ditemukan melalui kerja teoretis kami telah memungkinkan kami untuk memecahkan teka-teki yang telah melihat begitu banyak spekulasi di masa lalu. "
Studi ini adalah contoh yang baik tentang bagaimana penelitian teoritis dan eksperimental dapat bertepatan untuk menghasilkan prediksi iklan model yang lebih baik. Beberapa hari setelah publikasi studi mereka, kelompok penelitian dari AS dan Jepang secara independen mengkonfirmasi temuan tersebut. Sama pentingnya, tim peneliti ini mengkonfirmasi temuan studi menggunakan pendekatan dan teknik yang berbeda.
Di masa depan, astronomi gelombang gravitasi diharapkan untuk mengamati lebih banyak peristiwa. Dan dengan metode yang ditingkatkan dan model yang lebih akurat yang tersedia, para astronom cenderung belajar lebih banyak tentang kekuatan paling misterius dan kuat yang sedang bekerja di Alam Semesta kita.
