Selama bertahun-tahun, astronom Karl Gebhardt dan mahasiswa pascasarjana Jeremy Murphy di The University of Texas di Austin telah berburu lubang hitam - konsentrasi materi yang padat di pusat galaksi. Mereka menemukan lubang hitam seberat 6,7 miliar kali massa Matahari kita di pusat galaksi M87.
Tapi sekarang mereka memecahkan rekor mereka sendiri. Menggabungkan data baru dari banyak pengamatan, mereka menemukan bukan hanya satu tapi dua lubang hitam supermasif yang masing-masing memiliki berat 10 miliar Matahari.
"Mereka terus bertambah besar," kata Gebhardt.
Lubang hitam terbuat dari bahan yang sangat padat. Mereka menghasilkan medan gravitasi yang begitu kuat sehingga cahaya pun tidak bisa lepas. Karena mereka tidak dapat dilihat secara langsung, para astronom menemukan lubang hitam dengan merencanakan orbit bintang di sekitar massa raksasa yang tak terlihat ini. Bentuk dan ukuran orbit bintang-bintang ini dapat menentukan massa lubang hitam.
Bintang yang meledak yang disebut supernova sering meninggalkan lubang hitam, tetapi ini hanya seberat bintang tunggal. Lubang hitam miliaran kali massa Matahari kita tumbuh sedemikian besar. Kemungkinan besar, sebuah lubang hitam biasa memakan yang lain, menangkap sejumlah besar bintang dan sejumlah besar gas yang dikandungnya, atau menjadi hasil dari dua galaksi yang bertabrakan. Semakin besar tabrakan, semakin besar lubang hitam.
Lubang hitam supermasif yang ditemukan Gebhardt dan Murphy berada di pusat dua galaksi, lebih dari 300 juta tahun cahaya dari Bumi. Satu seberat 9,7 miliar massa matahari terletak di galaksi elips NGC 3842, galaksi paling terang di gugusan Leo galaksi yang berjarak 320 juta tahun cahaya ke arah konstelasi Leo. Yang lain adalah sebagai besar atau lebih besar dan duduk di galaksi elips NGC 4889, galaksi paling terang di cluster Coma sekitar 336 juta tahun cahaya dari Bumi ke arah konstelasi Coma Berenices.
Masing-masing lubang hitam ini memiliki cakrawala peristiwa - titik tidak dapat kembali di mana tidak ada, bahkan cahaya tidak dapat lepas gravitasinya - 200 kali lebih besar dari orbit Bumi (atau lima kali orbit Pluto). Itu mengejutkan 29.929.600.000 kilometer atau 18.597.391.235 mil. Di luar cakrawala peristiwa, masing-masing memiliki pengaruh gravitasi yang memanjang lebih dari 4.000 tahun cahaya di setiap arah.
Sebagai perbandingan, lubang hitam di pusat Galaksi Bima Sakti kita memiliki horizon peristiwa hanya seperlima orbit Merkurius - sekitar 11.600.000 kilometer atau 7.207.905 mil. Lubang hitam supermasif ini 2.500 kali lebih besar dari kita.
Gebhardt dan Murphy menemukan lubang hitam supermasif dengan menggabungkan data dari berbagai sumber. Pengamatan dari teleskop Gemini dan Keck mengungkapkan bagian terkecil, terdalam dari galaksi-galaksi ini, sementara data dari George dan Cynthia Mitchell Spectrograph pada Harlan J. Smith Telescope 2,7 meter mengungkapkan wilayah terluar terbesar mereka.
Menyatukan semuanya untuk menyimpulkan massa lubang hitam adalah sebuah tantangan. "Kami membutuhkan simulasi komputer yang dapat mengakomodasi perubahan besar dalam skala ini," kata Gebhardt. "Ini hanya bisa dilakukan pada superkomputer."
Tetapi hasilnya tidak berakhir dengan menemukan pusat galaksi besar ini. Penemuan ini memiliki implikasi yang jauh lebih penting. "Memberitahu kita sesuatu yang mendasar tentang bagaimana galaksi terbentuk," kata Gebhardt.
Lubang hitam ini bisa menjadi sisa-sisa gelap galaksi yang sebelumnya cerah yang disebut quasar. Alam semesta awal penuh dengan quasar, beberapa diperkirakan telah ditenagai oleh lubang hitam 10 miliar massa Matahari atau lebih. Para astronom bertanya-tanya di mana pusat-pusat galaksi supermasif ini telah menghilang.
Gebhardt dan Murphy mungkin telah menemukan kunci dalam memecahkan misteri itu. Dua lubang hitam supermasif mereka mungkin menjelaskan bagaimana lubang hitam dan galaksi mereka berinteraksi sejak jagat raya awal. Mereka mungkin merupakan mata rantai yang hilang antara quasar kuno dan lubang hitam supermasif modern.
Sumber: Siaran Pers Observatory McDonald.
