Sudah waktunya untuk menemukan semua lubang hitam yang hilang.
Itulah argumen yang dikemukakan oleh sepasang ahli astrofisika Jepang, yang menulis sebuah makalah yang mengusulkan pencarian baru untuk jutaan "lubang hitam terisolasi" (IBHs) yang kemungkinan mengisi galaksi kita. Lubang-lubang hitam ini, hilang dalam kegelapan, menyeruput materi dari medium antarbintang - debu dan benda-benda lainnya mengambang di antara bintang-bintang. Tetapi proses itu tidak efisien, dan banyak masalah dikeluarkan ke luar angkasa dengan kecepatan tinggi. Ketika arus keluar berinteraksi dengan lingkungan sekitar, tulis para peneliti, itu harus menghasilkan gelombang radio yang dapat dideteksi oleh teleskop radio manusia. Dan jika para astronom dapat menyaring gelombang-gelombang itu dari semua kebisingan yang ada di seluruh galaksi, mereka mungkin dapat menemukan lubang hitam yang tak terlihat ini.
"Cara naif untuk mengamati IBH adalah melalui emisi sinar-X mereka," tulis para peneliti dalam makalah mereka, yang belum secara resmi ditinjau sejawat dan yang mereka sediakan 1 Juli sebagai cetakan di muka pada arXiv.
Mengapa demikian? Saat lubang hitam menyedot materi dari luar angkasa, materi di pinggirannya berakselerasi dan membentuk apa yang dikenal sebagai disk akresi. Masalah dalam disk itu bergesekan dengan dirinya sendiri saat ia berputar menuju horizon peristiwa - titik lubang hitam tidak bisa kembali - memuntahkan sinar-X dalam proses. Tapi lubang hitam terisolasi, yang kecil dibandingkan dengan lubang hitam supermasif, tidak memancarkan banyak sinar-X dengan cara ini. Tidak ada cukup materi atau energi dalam disk akresi mereka untuk membuat tanda tangan X-ray besar. Dan pencarian masa lalu untuk IBH menggunakan sinar-X gagal menghasilkan hasil yang konklusif.
"Arus keluar ini mungkin dapat membuat IBH terdeteksi dalam panjang gelombang lain," tulis para peneliti, Daichi Tsuna dari University of Tokyo dan Norita Kawanaka dari Kyoto University, menulis dalam makalah mereka. "Aliran keluar dapat berinteraksi dengan materi di sekitarnya dan menciptakan guncangan tanpa tabrakan yang kuat di antarmuka. Guncangan ini dapat memperkuat medan magnet dan mempercepat elektron, dan elektron ini memancarkan radiasi synchrotron dalam panjang gelombang radio."
Dengan kata lain, aliran keluar yang meluncur melalui media antarbintang seharusnya membuat elektron bergerak dengan kecepatan yang menghasilkan gelombang radio.
"Makalah yang menarik," kata Simon Portegies Zwart, seorang astrofisikawan di Universitas Leiden di Belanda, yang tidak terlibat dalam penelitian Tsuna dan Kawanaka. Portegies Zwart juga telah mempelajari pertanyaan tentang IBH, yang juga dikenal sebagai black hole menengah (IMBH).
"Ini akan menjadi cara yang bagus untuk menemukan IMBH," Portegies Zwart kepada Live Science. "Saya pikir dengan LOFAR, penelitian semacam itu seharusnya sudah mungkin dilakukan, tetapi sensitivitasnya dapat menimbulkan masalah."
IBG, Portegies Zwart menjelaskan, dianggap sebagai "mata rantai yang hilang" antara dua jenis lubang hitam yang dapat dideteksi para astronom: lubang hitam bermassa bintang yang bisa dua hingga mungkin 100 kali ukuran matahari kita, dan lubang hitam supermasif, binatang raksasa yang hidup di inti galaksi dan ratusan ribu kali ukuran matahari kita.
Lubang hitam bermassa bintang kadang-kadang terdeteksi dalam sistem biner dengan bintang biasa, karena sistem biner dapat menghasilkan gelombang gravitasi dan bintang pendamping dapat menyediakan bahan bakar untuk semburan sinar-X besar. Dan lubang hitam supermasif memiliki cakram akresi yang memancarkan begitu banyak energi sehingga para astronom dapat mendeteksi dan bahkan memotretnya.
Tetapi IBH, di antara dua jenis lainnya, jauh lebih sulit untuk dideteksi. Ada beberapa benda di luar angkasa yang diduga para astronom adalah IBH, tetapi hasilnya tidak pasti. Tetapi penelitian sebelumnya, termasuk makalah 2017 dalam jurnal Monthly Noticeices dari Royal Astronomical Society, yang ditulis bersama Portegies Zwart, menunjukkan jutaan dari mereka bisa bersembunyi di sana.
Tsuna dan Kawanaka menulis bahwa prospek terbaik untuk survei radio IBHs mungkin melibatkan penggunaan Square Kilometer Array (SKA), teleskop radio multi-bagian yang akan dibangun dengan bagian-bagian di Afrika Selatan dan Australia. Ini dijadwalkan memiliki total area pengumpulan gelombang radio 1 kilometer persegi (0,39 mil persegi). Para peneliti memperkirakan bahwa setidaknya 30 IBH memancarkan gelombang radio bahwa SKA akan dapat mendeteksi selama fase pertama, konsep bukti, yang dijadwalkan untuk tahun 2020. Di ujung jalan, mereka menulis, SKA lengkap (dijadwalkan untuk pertengahan tahun 2020) harus dapat mendeteksi hingga 700.
SKA tidak hanya dapat melihat gelombang radio dari IBH ini, tulis mereka, tetapi juga harus dapat memperkirakan jarak ke banyak dari mereka secara tepat. Ketika waktu itu tiba, akhirnya, semua lubang hitam yang hilang ini harus mulai keluar dari persembunyian.
