Apa Itu Black Hole, Lubang Hitam Misterius di Alam Semesta?

TEMPO.CO, Jakarta - Lubang hitam alias black hole menjadi satu dari sekian objek paling aneh sekaligus menarik di luar angkasa. Sederhananya, lubang hitam adalah titik yang sangat padat di ruang angkasa sehingga menciptakan daya gravitasi yang super besar. Saking besarnya gravitasi itu, cahaya sekali pun bahkan tidak bisa lepas dari tarikan kuat lubang hitam.

Karena tidak ada cahaya yang bisa lewat, lubang hitam tidak terlihat. Namun, teleskop luar angkasa dengan alat khusus dapat membantu menemukan lubang hitam. Perangkat tersebut dapat melihat bagaimana bintang yang sangat dekat dengan lubang hitam berperilaku berbeda dari bintang lainnya.

Ilmuwan mempelajari sebuah bintang untuk mengetahui apakah objek itu terbang mengelilingi atau mengorbit sebuah lubang hitam. Ketika lubang hitam dan bintang saling berdekatan, cahaya berenergi tinggi akan tercipta. Jika benda-benda angkasa menjelajah terlalu dekat dengan lubang hitam—baik itu bintang, planet, atau pesawat antariksa—mereka akan hancur sebagai hasil regangan dan kompresi dalam proses teoretis yang dikenal sebagai spagetifikasi.

Ukuran lubang hitam bisa kecil ataupun besar. Ada empat jenis black hole secara umum berdasarkan ukuran atau kekuatannya: lubang hitam bintang (stellar black hole), lubang hitam bermassa menengah (intermediate black hole), lubang hitam supermasif (supermassive black hole), dan lubang hitam mini (miniature black hole).

Galaksi Bimasakti, tempat Bumi berada, diperkirakan dapat menampung lebih dari 100 juta lubang hitam walau nyatanya sulit sekali untuk mendeteksi objek tersebut sekalipun dengan bantuan teleskop khusus. Salah satu lubang hitam yang pernah ditemukan adalah Sagittarius A, sebuah supermassive black hole yang terletak di jantung Bimasakti. Massanya setara dengan 4 juta matahari dan dapat menampung beberapa juta Bumi.

Bagaimana Lubang Hitam Terbentuk?

Terdapat beberapa teori tentang pembentukan lubang hitam. Para ilmuwan berpikir bahwa lubang hitam mini sudah ada saat alam semesta terbentuk (big bang). Sementara itu, lubang hitam supermasif terbentuk pada waktu yang sama dengan galaksi tempat mereka berada.

Akan tetapi, pembentukan lubang hitam bintang berkaitan dengan kematian bintang itu sendiri. Sebagian besar bintang yang mencapai akhir hidupnya akan mengembang, kehilangan massa, mendingin, dan kemudian membentuk katai putih (bintang kecil yang tidak lagi bersinar). Namun, bintang-bintang raksasa yang ukurannya 10 hingga 20 kali lebih besar dari matahari tata surya akan menjadi bintang neutron superpadat alias lubang hitam bintang.

Pada tahap akhir kematian bintang, terjadilah supernova alias meledaknya sebuah bintang berukuran besar. Ledakan tersebut melontarkan materi bintang ke luar angkasa dan menyisakan inti bintang saja. Ketika bintang masih hidup, fusi nuklir menciptakan dorongan konstan ke luar yang menyeimbangkan tarikan gravitasi ke dalam dari massa bintang itu sendiri. Namun, pada sisa-sisa supernova, tidak ada lagi gaya yang melawan gravitasi itu sehingga inti bintang mulai runtuh dengan sendirinya.

Jika massanya runtuh menjadi titik yang sangat kecil, sebuah lubang hitam akan lahir. Sebuah titik mengemas semua massa yang berkali-kali lebih berat dari matahari menjadi sebuah lubang hitam dengan tarikan gravitasi yang superkuat. Ribuan stellar black hole ini mungkin mengintai di dalam galaksi Bimasakti.

Fakta Menarik Lain tentang Lubang Hitam

1. Lubang Hitam Tumbuh semakin Besar

Tak peduli ukuran awalnya, lubang hitam dapat tumbuh sepanjang hidup mereka dengan menghisap gas dan debu dari benda langit apa pun yang merambat terlalu dekat. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, segala objek yang melewati event horizon (daerah disekitar lubang hitam) tidak mungkin bisa lolos dan secara teori akan di-spagetifikasi akibat peningkatan tajam kekuatan gravitasi seiring jatuh ke dalam lubang hitam.

2. Lubang Hitam, “Pemakan yang Berantakan”

Selain dari perilaku berbeda objek-objek di sekitarnya, keberadaan lubang hitam juga terdeteksi berkat sifatnya yang morat-marit saat “memakan” sesuatu.

Saat lubang hitam menghisap sebuah bintang, gaya gravitasi dan magnetnya yang masif memanaskan gas dan debu yang jatuh sehingga radiasi pun terpancar. Sebagian dari materi bercahaya itu menyelubungi lubang hitam di wilayah berputar yang disebut piringan akresi. Materi yang mulai jatuh ke dalam lubang hitam bahkan belum tentu tetap ada. Alhasil, lubang hitam kadang-kadang mengeluarkan debu bintang dalam “sendawa” sarat radiasi yang kuat.

3. Lubang Hitam Biner

Pada 2015, para astronom menggunakan Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) untuk mendeteksi gelombang gravitasi dari penggabungan lubang hitam bintang. Mereka memiliki konfirmasi lebih lanjut tentang keberadaan lubang hitam bintang yang lebih besar dari 20 massa matahari, sebuah objek yang sebelumnya tidak diketahui.

Pengamatan LIGO turut memberikan wawasan tentang arah putaran lubang hitam. Saat dua lubang hitam berputar mengelilingi satu sama lain, mereka dapat berputar ke arah yang sama atau berlawanan arah.

Ada dua teori tentang bagaimana lubang hitam biner (berpasangan) terbentuk. Kemungkinan pertama menunjukkan bahwa sepasang lubang hitam biner tercipta pada waktu yang hampir bersamaan dari dua bintang yang lahir bersama dan mati secara eksplosif pada waktu yang hampir bersamaan pula. Bintang biner akan memiliki orientasi putaran yang sama satu sama lain, sehingga dua lubang hitam yang tertinggal juga akan demikian.

Sementara itu, kemungkinan lainnya adalah dua lubang hitam di gugus bintang tenggelam ke pusat gugus, kemudian berpasangan. Lubang hitam biner seperti itu akan memiliki orientasi putaran acak satu sama lain. Pengamatan LIGO terhadap lubang hitam biner dengan orientasi putaran berbeda memberikan bukti kuat untuk teori pembentukan tersebut.

Ilmuwan LIGO mengklaim penelitian tentang lubang hitam biner ini akan mencuri perhatian lebih lanjut di masa depan.

NIA HEPPY | SYAHDI MUHARRAM | NASA | NATIONAL GEOGRAPHIC | SPACE

Selalu update info terkini. Simak breaking news dan berita pilihan dari Tempo.co di kanal Telegram “Tempo.co Update”. Klik https://t.me/tempodotcoupdate untuk bergabung. Anda perlu meng-install aplikasi Telegram terlebih dahulu.