Ketika galaksi bertabrakan, segala macam kekacauan dapat terjadi. Meskipun prosesnya memakan waktu jutaan tahun, penggabungan dua galaksi dapat menghasilkan Lubang Hitam Supermasif (SMBH, yang berada di pusatnya) bergabung dan menjadi lebih besar. Ini juga dapat mengakibatkan bintang-bintang dikeluarkan dari galaksi mereka, mengirim mereka dan bahkan sistem planet mereka ke ruang angkasa sebagai "bintang jahat".
Tetapi menurut sebuah studi baru oleh tim astronom internasional, tampak bahwa dalam beberapa kasus, SMBH juga bisa dikeluarkan dari galaksi mereka setelah merger terjadi. Menggunakan data dari Chandra X-ray Observatory NASA dan teleskop lainnya, tim mendeteksi apa yang bisa menjadi "lubang hitam supermasif pemberontak" yang bepergian jauh dari galaksi.
Menurut penelitian tim - yang muncul di Jurnal Astrofisika dengan judul A Potensi Recoiling Black Hole Supermassive, CXO J101527.2 + 625911 - lubang hitam pemberontak terdeteksi pada jarak sekitar 3,9 miliar tahun cahaya dari Bumi. Tampaknya berasal dari dalam galaksi elips, dan berisi setara dengan 160 juta kali massa Matahari kita.
Tim menemukan lubang hitam ini sambil mencari melalui ribuan galaksi untuk bukti lubang hitam yang menunjukkan tanda-tanda sedang bergerak. Ini terdiri dari memilah-milah data yang diperoleh oleh teleskop sinar-X Chandra untuk sumber sinar-X cerah - fitur umum dari SMBH yang tumbuh cepat - yang diamati sebagai bagian dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Mereka kemudian melihat data Hubble dari semua galaksi terang sinar-X ini untuk melihat apakah itu akan mengungkapkan dua puncak terang di pusatnya. Puncak terang ini akan menjadi indikasi bahwa ada sepasang lubang hitam supermasif, atau bahwa lubang hitam yang mundur bergerak menjauh dari pusat galaksi. Terakhir, para astronom memeriksa data spektral SDSS, yang menunjukkan bagaimana jumlah cahaya optik bervariasi dengan panjang gelombang.
Dari semua ini, para peneliti selalu menemukan apa yang mereka anggap sebagai kandidat yang baik untuk lubang hitam pemberontak. Dengan data bantuan dari SDSS dan teleskop Keck di Hawaii, mereka menentukan bahwa kandidat ini terletak di dekat, tetapi tampak diimbangi dari, pusat galaksi. Mereka juga mencatat bahwa ia memiliki kecepatan yang berbeda dari galaksi - sifat yang menunjukkan bahwa ia bergerak sendiri.
Gambar di bawah ini, yang dihasilkan dari data Hubble, menunjukkan dua titik terang di dekat pusat galaksi. Sedangkan yang di sebelah kiri terletak di tengah, yang di sebelah kanan (SMBH pemberontak) terletak sekitar 3.000 tahun cahaya dari pusat. Antara X-ray dan data optik, semua indikasi menunjuk ke arah itu menjadi lubang hitam yang ditendang dari galaksi.
Dalam hal apa yang bisa menyebabkan ini, tim memberanikan diri bahwa lubang belakang mungkin "mundur" ketika dua SMBH kecil bertabrakan dan bergabung. Tabrakan ini akan menghasilkan gelombang gravitasi yang kemudian bisa mendorong lubang hitam keluar dari pusat galaksi. Mereka lebih jauh memberanikan diri bahwa lubang hitam mungkin telah terbentuk dan digerakkan oleh tabrakan dua lubang hitam yang lebih kecil.
Penjelasan lain yang mungkin adalah bahwa dua SMBH terletak di pusat galaksi ini, tetapi salah satunya tidak menghasilkan radiasi yang dapat dideteksi - yang berarti pertumbuhannya terlalu lambat. Namun, para peneliti menyukai penjelasan bahwa apa yang mereka amati adalah lubang hitam pemberontak, karena tampaknya lebih konsisten dengan bukti. Sebagai contoh, studi mereka menunjukkan tanda-tanda bahwa galaksi inang mengalami beberapa gangguan di wilayah luarnya.
Ini adalah indikasi yang mungkin bahwa merger antara kedua galaksi terjadi di masa lalu yang relatif baru. Karena merger SMBH diperkirakan terjadi ketika galaksi inangnya bergabung, reservasi ini mendukung teori lubang hitam yang membangkang. Selain itu, data menunjukkan bahwa di galaksi ini, bintang-bintang terbentuk dengan kecepatan tinggi. Ini setuju dengan simulasi komputer yang memprediksi bahwa galaksi gabungan mengalami peningkatan tingkat pembentukan bintang.
Tapi tentu saja, penelitian tambahan diperlukan sebelum kesimpulan dapat dicapai. Sementara itu, temuan ini cenderung menarik bagi para astronom. Tidak hanya studi ini melibatkan fenomena yang benar-benar langka - sebuah SMBH yang sedang bergerak, daripada beristirahat di pusat galaksi - tetapi sifat unik yang terlibat dapat membantu kita untuk belajar lebih banyak tentang fitur langka dan penuh teka-teki ini.
Untuk satu, studi SMBH dapat mengungkapkan lebih banyak tentang laju dan arah putaran benda-benda misterius ini sebelum mereka bergabung. Dari ini, para astronom akan dapat memprediksi dengan lebih baik kapan dan di mana SMBH akan bergabung. Mempelajari kecepatan lubang hitam recoiling juga bisa mengungkapkan informasi tambahan tentang gelombang gravitasi, yang bisa membuka rahasia tambahan tentang sifat waktu ruang.
Dan di atas semua itu, menyaksikan lubang hitam pemberontak adalah kesempatan untuk melihat beberapa kekuatan yang luar biasa di tempat kerja. Dengan asumsi pengamatan itu benar, tidak akan ada keraguan akan survei lanjutan yang dirancang untuk melihat ke mana SMBH bepergian dan apa efeknya terhadap lingkungan kosmik sekitarnya.
Sejak 1970-an, para ilmuwan berpendapat bahwa sebagian besar galaksi memiliki SMBH di pusatnya. Pada tahun-tahun dan dekade-dekade berikutnya, penelitian mengonfirmasi keberadaan lubang hitam tidak hanya di pusat galaksi kita - Sagitarius A * - tetapi juga di pusat semua galaksi masif yang hampir diketahui. Mulai dari massa ratusan ribu hingga miliaran massa Matahari, benda-benda ini memberikan pengaruh kuat pada galaksi masing-masing.
Pastikan untuk menikmati video ini, milik Chandra X-Ray Observatory:
