Sebuah lubang hitam merobek sebuah bintang di galaksi yang sangat jauh

Itu adalah peristiwa yang tidak terlihat selama lebih dari satu dekade: kilatan energi tiba-tiba melesat dari pusat galaksi yang jauh, cukup terang untuk terlihat dari jarak 8,5 miliar tahun cahaya. Dengan semburan cahaya yang setara dengan lebih dari 1.000 triliun matahari, kilatan cahaya pertama kali terdeteksi oleh Zwicky Transit Facility, sebuah survei langit malam yang dilakukan dari Observatorium Palomar di California.

“Pada Hari Valentine ini, kami menemukan sumber yang membingungkan. Benar-benar aneh!” Igor Andreone dari University of Maryland, penulis utama buku tersebut Satu Dari dua makalah tentang acara itu, katanya tepi. “Dan Strange bagus dalam sains. Itu artinya itu adalah sesuatu yang bisa kamu pelajari.”

Dalam beberapa hari, para astronom di seluruh dunia mengarahkan teleskop mereka ke lampu kilat, mengamatinya dalam sinar-X, radio, dan panjang gelombang lainnya. Itu sangat terang dan mirip dengan semburan sinar gamma – sejenis kilatan terang yang biasanya terdeteksi oleh teleskop sinar gamma atau sinar-X. Tapi ini terlihat dengan teleskop optik.

Kecerahan flash yang sangat besar membuat para astronom menyimpulkan bahwa itu pasti disebabkan oleh pecahnya bintang. Sebuah bintang telah berkeliaran terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif ke jantung galaksi dan terkoyak oleh gaya gravitasi. “Itu benar-benar dapat merobek bintang. Itu benar-benar ditarik dan diregangkan hingga tidak dapat berdiri bersama lagi. Ini disebut peristiwa gangguan pasang surut, dan para astronom telah mengamati lusinan peristiwa semacam itu selama beberapa tahun terakhir,” jelas Andreone.

Apa yang tidak biasa tentang peristiwa khusus ini adalah ia menciptakan curahan energi yang sangat besar, karena material terlempar keluar dari kutub lubang hitam dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya. “Kami tidak tahu kenapa, tapi terkadang semburan materi yang sangat kuat dilepaskan saat sebuah bintang terganggu,” kata Andreoni. Jet ini dianggap sangat terang karena diarahkan langsung ke Bumi, membuatnya tampak lebih terang dan terlihat di bagian spektrum elektromagnetik yang lebih luas.

Untuk menemukan peristiwa sementara yang menarik seperti ini, para astronom membutuhkan teleskop yang terus-menerus memindai langit sebanyak mungkin dan mendeteksi perubahan kecerahan yang tiba-tiba — seperti fasilitas transien Zwicky. Namun ada ribuan perubahan kecerahan yang diamati setiap malam, sehingga jumlah data yang sangat besar ini perlu disempurnakan untuk menemukan hal yang paling menarik. Kelompok Andreoni memilah-milah data ini untuk menemukan peristiwa yang sangat cepat dalam panjang gelombang optik.

Perubahan kecerahan yang tiba-tiba kemungkinan besar disebabkan oleh ledakan supernova atau penggabungan dua bintang neutron. Diperlukan lebih banyak pengamatan untuk memahami peristiwa spesifik yang memicu kedipan mata. Supernova, misalnya, bersinar selama beberapa minggu, yang sangat cepat menurut standar astronomi. Tetapi peristiwa khusus ini menjadi lebih cerah lebih cepat dari itu, dalam beberapa jam atau hari. Yang membuatnya sangat penting dan mendesak.

Kelompok tersebut melaporkan kilasan ini ke komunitas internasional, dan mendorong para peneliti yang bekerja dengan teleskop yang beroperasi pada panjang gelombang lain seperti radio atau sinar-X untuk memantaunya juga. Secara total, 21 teleskop menyumbangkan data pada acara tersebut. “Ketika semua potongan teka-teki diperoleh dan disatukan, gambar ini keluar, sungguh menakjubkan,” kata Andreoni. “Kami tidak berharap menemukan sumber langka seperti itu, tentu saja tidak dalam optik.”

Dari bintang-bintang yang tercabik-cabik oleh lubang hitam, hanya sekitar 1 persen yang tampaknya menghasilkan jet yang kuat ini, namun para peneliti masih belum yakin mengapa. Ketika sebuah bintang ditarik terpisah dan materialnya ditarik ke arah lubang hitam, energi material tersebut diubah menjadi cahaya. Dihipotesiskan bahwa medan magnet dan putaran lubang hitam dapat bekerja sama untuk mengirim material yang jatuh dari kutubnya — seperti tabung cat yang terjepit di tengah sehingga materi terbang keluar di kedua ujungnya.

“Kita berbicara tentang massa Bumi yang ditarik, dipelintir, dan dilepaskan dengan kecepatan hampir ribuan kali kecepatan cahaya. Ini adalah kesempatan yang sangat unik untuk mempelajari sesuatu yang tidak mungkin direproduksi di Bumi,” kata Andreone.

Ini adalah pertama kalinya jet semacam itu terdeteksi di bagian cahaya tampak dari spektrum elektromagnetik, juga dikenal sebagai panjang gelombang optik. Sebelumnya, pancaran dari sekitar lubang hitam terdeteksi dengan melihat sinar-x, sinar gamma, dan gelombang radio.

Keduanya memberi tahu para astronom sesuatu tentang lingkungan di sekitar lubang hitam – yang tidak terlalu padat karena memungkinkan cahaya optik untuk melewatinya – dan menunjukkan bahwa melihat ke dalam ruang lingkup optik bisa menjadi cara yang berguna untuk menemukan peristiwa ekstrem ini di masa depan.

Kebutuhan teleskop untuk merespons dengan cepat peristiwa semacam itu juga menciptakan dorongan untuk fleksibilitas yang lebih besar dalam desain dan perencanaan teleskop. Teleskop seperti Hubble atau James Webb sangat populer, yang berarti lebih banyak peneliti menggunakan teleskop daripada yang dapat diakomodasi. Itulah sebabnya ketaatan waktu direncanakan dengan cermat bertahun-tahun sebelumnya dan Setiap menit terakhir waktu observasi Sebanyak mungkin. Tapi ada juga kebutuhan akan teleskop yang bisa merespon kejadian langka dalam hitungan jam atau bahkan menit.

Sulit untuk mengubah arah teleskop luar angkasa dengan aman dan cepat, sehingga Hubble dan Teleskop Luar Angkasa James Webb berkontribusi pada jenis pencarian ini hanya sesekali. Namun baru-baru ini dibangun teleskop berbasis darat, seperti jaringan induk atau Teleskop PERTUMBUHAN-Indiaberspesialisasi dalam memindai langit untuk peristiwa sinar gamma dan segera mengambil tindakan independen untuk memantaunya.

Dan selalu ada pilihan intervensi berbasis manusia. Andreone berkata, “Terkadang Anda benar-benar harus menelepon orang dan berkata, ‘Hei, bisakah Anda mengarahkan teleskop ke koordinat ini atau itu?'” Dalam kasus lain, para peneliti mengirimkan permintaan melalui sistem online untuk melakukan pengamatan pada saat-saat yang tersedia.Ada minat yang meningkat untuk melihat bagaimana teleskop merespons peristiwa pendek, langka, tetapi penting secara ilmiah ini.

Andreone mengatakan bahwa kolaborasi internasional antara peneliti yang bekerja dengan teleskop berbeda dan kemampuan teleskop tersebut untuk merespons dengan cepat sangat penting untuk mencapai terobosan dalam mengamati lubang hitam ini. “Ini sangat penting untuk penemuan semacam ini. Jika kami tidak dapat melakukannya dengan teleskop apa pun, kami tidak akan menyadari bahwa kami sedang duduk di penemuan sebesar itu.”