Semula, galaksi Bima Sakti digambarkan sebagai sebuah struktur spiral dengan empat lengan yang tersusun atas bintang-bintang, masing masing adalah lengan Norma, Scutum-Centaurus, Sagittarius, dan Perseus. Selain itu terdapat pula pita gas dan debu di daerah pusat galaksi. Matahari kita terletak pada sebuah lengan kecil yang disebut lengan Orion, yang terletak diantara lengan Sagittarius dan Perseus.
Model yang disusun berdasarkan observasi radio tahun 1950-an terhadap gas-gas dalam galaksi ini bertahan hingga mengalami revisi pada tahun 1990-an. Berdasarkan hasil dari large infrared sky survey, ditemukan keberadaan pita besar yang terdiri dari bintang-bintang di tengah galaksi Bima Sakti. Sinar inframerah dapat menembus debu, dan dengan demikian teleskop yang dirancang untuk mengumpulkan sinar inframerah dapat melihat lebih jelas kedalam pusat galaksi yang dipenuhi debu dan aneka macam objek.
Berikutnya, pada 2005, para astronom mulai menggunakan detektor inframerah pada teleskop antariksa Spitzer untuk memperoleh informasi lebih rinci mengenai pita tersebut. Sekelompok astronom yang dipimpin oleh Robert Benjamin dari University of Wisconsin menemukan bahwa pita yang terentang dari pusat Galaksi ke arah luar tersebut lebih luas dan lebih panjang dibanding yang diperkirakan sebelumnya.
Mereka memperoleh citra inframerah terbaru dari Bimasakti menunjukan galaksi ini terentang 130 derajat di sepanjang langit dan satu derajat merentang dari bidang galaksi menuju ke atas dan bawah. Mosaik ini terdiri dari 800.000 gambar yang diambil dan menampilkan lebih dari 110 juta bintang.
Gambaran terbaru mengenai struktur Bima Sakti. Dua lengan utama (Scutum-Centaurus dan Perseus) menyatu dengan ujung pita di pusat galaksi. Dua lengan kecil (Norma and Sagittarius) kelihatan lebih redup. Matahari kita terletak di Lengan Orion, sebuah lengan kecil yang berada di antara lengan Sagittarius dan Perseus. (Gambar: NASA)
Benjamin lantas mengembangkan perangkat lunak khusus untuk menghitung bintang-bintang tersebut serta mengukur kerapatannya. Perhitungan yang dilakukannya pada lengan Scutum-Centaurus menunjukan peningkatan jumlah bintang dibanding yang seharusnya ada di suatu lengan spiral. Sementara pengukuran pada lengan Sagittarius dan Norma tidak menunjukan adanya peningkatan jumlah bintang. Lengan ke-4, yakni lengan Perseus yang menyelubungi bagian terluar Bimasakti, tidak dapat dilihat dalam citra terbaru yang diambil Spitzer.
Penemuan ini menunjukkan bahwa galaksi Bima Sakti memiliki dua lengan spiral, sebagaimana struktur pada galaksi berpita pada umumnya. Lengan utama tersebut, lengan Scutum-Centaurus dan Perseus, memiliki kerapatan terbesar yang tersusun atas bintang-bintang muda dan terang serta bintang-bintang yang lebih tua yang dikenal sebagai raksasa merah (red-giant stars). Benjamin menyatakan bahwa kedua lengan utama tersebut terlihat berhubungan dengan bagian terdekat dan terjauh dari pita utamanya.
“Kini, kita dapat menyatukan kedua lengan tersebut dengan pita utama, seperti menyusun sebuah puzzle,” jelas Benjamin. Observasi inframerah sebelumnya menemukan petunjuk mengenai kedua lengan tersebut. Namun hasilnya tidak begitu jelas karena posisi dan lebar lengan masih belum diketahui.
Sekalipun lengan galaksi tampak sebagai fitur yang lengkap, namun pada kenyataannya bintang di dalamnya secara konstan terus bergerak keluar dan masuk di dalam lengan tersebut. Hal ini disebabkan oleh pergerakan bintang-bintang tersebut saat mengorbit pusat galaksi.
Matahari pun sekali waktu akan berada pada lengan yang berbeda. Dan sejak ia terbentuk 4 milyar tahun yang lalu, Matahari telah mengitari pusat galaksi sebanyak 16 kali. (spitzer.caltech.edu

massa minimum sebuah galaksi

Dengan menganalisis cahaya dari galaksi kecil redup yang mengorbit galaksi Bima Sakti, para ilmuwan dari University of California, Irvinne (UCI), meyakini bahwa mereka telah menemukan massa minimum dari galaksi di alam semesta, yakni 10 juta kali massa Matahari. Studi mengenai hal ini telah dipublikasikan pada 28 Agustus melalui jurnal “Nature“.
Massa ini mungkin merupakan materi penyusun (building block) terkecil dari substansi misterius tak terlihat yang dikenal sebagai materi gelap (dark matter). Bintang yang terbentuk didalam materi inilah yang kemudian berkumpul dan membentuk galaksi.
Para ilmuwan hanya mengetahui sedikit mengenai properti mikroskopik materi gelap, bahkan sekalipun materi itu menyusun sekitar lima-perenam materi di alam semesta.
Dengan mengetahui besaran minimum massa galaksi, para ilmuwan dapat memahami lebih jauh bagaimana materi gelap berlaku — hal yang sangat esensial dalam studi mengenai pembentukan alam semesta dan kehidupan di suatu saat kelak. Demikian seperti diungkapkan oleh Louis Strigari dari Departemen Fisika dan Astronomi UCI, peneliti utama dalam studi ini.
Materi gelap mengatur pertumbuhan struktur alam semesta. Tanpanya, galaksi-galaksi, seperti halnya Bima Sakti kita, tidak akan eksis. Para ilmuwan mengetahui bagaimana gravitasi materi gelap menarik materi normal yang menyebabkan terbentuknya galaksi-galaksi. Mereka juga telah menduga bahwa galaksi-galaksi kecil dari waktu ke waktu akan bergabung untuk membentuk galaksi besar.
Galaksi-galaksi terkecil yang diketahui, dikenal sebagai galaksi kerdil (dwarf galaxies), memiliki rentang variasi kecerlangan yang sangat besar, antara 1.000 kali hingga 10 juta kali kecerlangan matahari. Setidaknya 22 dari galaksi-galaksi kerdil tersebut diketahui bergerak mengitari galaksi Bima Sakti. Para ilmuwan UCI mempelajari 18 galaksi diantaranya, memanfaatkan data yang diperoleh dari teleskop Keck di Hawaii dan teleskop Magellan di Chile, dengan tujuan mengkalkulasi massa mereka. Dengan menganalisis cahaya bintang di tiap galaksi, mereka menentukan seberapa cepat bintang-bintang tersebut bergerak. Berdasarkan kecepatannya, mereka dapat menentukan massa dari tiap galaksi.
Para peneliti semula menduga bahwa besaran massa yang diperoleh akan bervariasi, dengan galaksi paling cemerlang memiliki massa yang besar pula, dan galaksi yang redup akan memiliki massa lebih kecil. Namun yang mengejutkan, semua galaksi kerdil itu memiliki massa yang sama, yakni 10 juta kali massa matahari.
Karena galaksi kerdil sebagian besar tersusun atas materi gelap (rasio materi gelap dengan materi normal adalah 10.000 berbanding 1), maka penemuan mengenai massa minimun ini mengungkap sifat mendasar dari materi gelap.
Dengan demikian, walaupun galaksi-galaksi tersebut boleh dibilang tak terlihat, namun ternyata menyimpan materi gelap dalam besaran yang luar biasa. Hal ini membantu para ilmuwan untuk memahami lebih jauh mengenai parikel yang membentuk materi gelap dan menunjukkan bagaimana galaksi di alam semesta membentuk.
Menurut teori, gumpalan materi gelap dapat eksis tanpa adanya bintang. Namun satu-satunya gumpalan materi gelap yang dapat dideteksi saat ini justeru yang diterangi oleh bintang-bintang.
Para ilmuwan berharap mereka dapat mempelajari lebih jauh mengenai properti mikroskopis materi gelap apabila laboratorium Large Hadron Collider di Swiss mulai beroperasi pada akhir tahun ini. Peralatan ini mengakselerasi dua pancaran inti atom yang ditembakkan ke arah yang berlawanan dalam sebuah cincin. Kedua pancaran itu akan saling bertumbukan dan terurai menjadi partikel-partikel subatomik yang lebih fundamental. Hal ini akan meniru kondisi sesaat setelah terjadinya big bang, dan dengan demikian, diharapkan partikel materi gelap untuk pertama kalinya dapat diciptakan di laboratorium. (www.uci.edu)

galaksi yang didominasi materi gelap

Suatu tim yang dipimpin oleh para astronom dari Yale University telah menemukan galaksi yang paling redup yang didominasi oleh materi gelap (dark matter). Galaksi tersebut, dinamai Segue 1, adalah salah satu diantara sekitar dua lusin satelit galaksi yang mengorbit galaksi Bima Sakti kita. Demikian terungkap dalam paper yang akan dipublikasikan pada “The Astrophysical Journal” (ApJ) edisi mendatang.
Walaupun mengandung sedikit bintang yang dapat terlihat, Segue 1 lebih dari seribu kali lebih masif daripada kelihatannya, yang berarti sebagian besar massanya berasal dari materi gelap. “Segue 1 adalah contoh paling ekstrim dari galaksi yang mengandung beberapa ratus bintang, namun memiliki massa yang relatif besar,” demikian diungkapkan Marla Geha, asisten profesor astronomi di Yale dan penulis utama paper ini.
Geha beserta koleganya, Josh Simon dari California Institute of Technology, telah mengamati sekitar setengah dari galaksi kerdil (dwarf galaxies) yang mengorbit Bima Sakti. Objek-objek tersebut sedemikian redup dan mengandung sedemikian sedikit bintang sehingga pada mulanya sempat dikira sebagai suatu kluster globular (globular clusters) – sekumpulan bintang yang mengorbit suatu galaksi induk. Namun dengan menganalisis cahaya yang datang dari objek tersebut menggunakan teleskop Keck di Hawaii, Geha dan Simon menunjukkan bahwa objek-objek tersebut sebenarnya adalah suatu galaksi tersendiri, hanya saja sangat redup.
Dengan hanya mengamati cahaya yang dipancarkan oleh galaksi yang sangat redup itu, Geha dan koleganya memprediksi bahwa galaksi tersebut memiliki massa yang kecil pula. Namun demikian, mereka menemukan bahwa objek tersebut ternyata antara 100 hingga 1000 kali lebih masif daripada yang terlihat. Materi gelap yang tak terlihat semestinya bertanggung jawab atas selisih massa tersebut.
Walaupun materi gelap tidak memancarkan atau menyerap cahaya, para ilmuwan dapat mengukur efek gravitasionalnya pada materi biasa. Diyakini bahwa sekitar 85 persen dari total massa di alam semesta tersusun atas materi gelap. Menemukan galaksi ultra-redup seperti Segue 1, yang didominasi oleh materi gelap, menyediakan petunjuk terhadap hal semacam bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi, khususnya pada skala terkecil.
“Galaksi-galaksi kerdil ini memberi informasi yang amat besar mengenai formasi galaksi,” jelas Geha. “Sebagai contoh, teori-teori yang berbeda mengenai pembentukan galaksi memprediksi angka perbandingan yang berbeda antara galaksi kerdil versus galaksi besar. Jadi, kita cukup membandingkan angkanya saja.”
Baru akhir-akhir ini para astronom berhasil mengetahui seberapa pentingnya galaksi-galaksi kerdil yang ada. Hal ini berkat proyek semacam Sloan Digital Sky Survey, yang berhasil mencitrakan area langit yang luas dengan detail yang lebih tinggi daripada yang pernah dicapai sebelumnya. Dalam dua tahun terakhir, jumlah galaksi kerdil yang mengorbit Bima Sakti telah bertambah dua kali lipat dari selusin yang telah ditemukan pada paruh pertama abad ke-20.
Geha memprediksi para astronom akan menemukan lebih banyak lagi saat mereka melanjutkan menganalisis data terbaru. (opa.yale.edu)

lubang hitam mungkin lebih langka

Bintang neutron ternyata lebih masif dari yang diyakini sebelumnya, dan juga lebih sukar untuk membentuk lubang hitam. Demikian menurut hasil penelitian terbaru yang dikembangkan di Observatorium Arecibo di Puerto Rico. Paulo Freire, astronom dari observatorium tersebut telah mempresentasikan penelitiannya pada pertemuan American Astronomical Society di Austin, 11 Januari lalu.
Para astronom di Arecibo telah memperbesar limit masa yang diperlukan oleh bintang neutron untuk menjelma menjadi lubang hitam.
“Materi di pusat suatu bintang neutron dapat sedemikian padat. Pengukuran terkini kami terhadap massa bintang-bintang neutron akan membantu para ahli fisika nuklir untuk memahami sifat-sifat materi yang sangat padat,” jelas Freire. “Ini juga berarti bahwa untuk membentuk lubang hitam, diperlukan massa yang lebih besar daripada yang diperkirakan sebelumnya. Dengan demikian, di alam semesta, lubang hitam mungkin lebih jarang ditemui, dan bintang neutron sedikit lebih melimpah.”
Saat inti sebuah bintang masif kehabisan bahan bakar nuklirnya, gravitasinya yang sangat besar menyebabkan bintang tersebut runtuh dan kemudian menjelma menjadi sebuah supernova. Inti bintang, biasanya bermassa sekitar 1,4 kali massa Matahari, terpadatkan dalam suatu bintang neutron. Objek yang ekstrem ini memiliki radius sekitar 10 hingga 17 kilometer, namun dengan kepadatan hingga semiliar ton per centimeter kubik. Menurut Freire, bintang neutron tak ubahnya seperti sebuah inti atom tunggal berukuran raksasa dengan massa sekitar 560.000 kali massa Bumi kita.
Menurut perkiraan para astronom sebelumnya, sebuah bintang neutron membutuhkan massa maksimum antara 1,6 hingga 2,5 kali massa Matahari agar dapat runtuh dan membentuk lubang hitam. Namun demikian, penelitian terkini menunjukkan bahwa bintang neutron dapat tetap dalam bentuknya pada massa 1,9 hingga tidak mustahil mencapai 2,7 kali massa Matahari.
“Materi pada pusat bintang neutron adalah yang terpadat di alam semesta, dan merupakan salah satu dari dua orde magnitude yang lebih padat ketimbang materi dalam inti atom. Sedemikian padatnya sehingga kita tidak mengetahui materi yang menyusunnya,” terang Fraire. “Karena alasan itu, kami saat ini masih belum memiliki bayangan tentang seberapa besar atau seberapa masif sebuah bintang neutron dapat membentuk.
Antara bulan Juni 2001 hingga Maret 2007, Freire menggunakan receiver “L-wide” (sensitif terhadap frekuensi radio antara 1100 hingga 1700 MHz) di Arecibo beserta perangkat Wide-Band Arecibo Pulsar Processors — spektrometer supercepat pada teleskop Arecibo — untuk mempelajari pulsar biner (berpasangan) yang disebut M5 B, di kluster globular M5 yang terletak di konstelasi Serpens. Sebuah pulsar adalah bintang neutron dengan medan magnet yang kuat yang memancarkan radiasi elektromagnetik, biasanya dari kutub magnetisnya. Mirip seperti kita menyaksikan cahaya lampu mercusuar, pengamat dari jarak jauh akan menerima serangkaian denyutan, yang disebabkan oleh rotasi pulsar tersebut. Dalam kasus M5 B, denyutan gelombang radio diterima di Bumi sekali setiap 7,95 milidetik.
Denyutan gelombang radio ini dipindai (scan) oleh sebuah spektrometer pita-lebar sekali setiap 64 mikrodetik dalam 256 kanal spektral, dan kemudian direkam dalam media penyimpan komputer dengan informasi waktu yang akurat. Waktu kedatangan denyutan itu kemudian dipakai oleh para astronom untuk mengukur pergerakan orbit M5 B terhadap pasangannya secara akurat. Hal ini memungkinkan para astronom untuk memperkirakan massa pulsar tersebut, yakni sekitar 1,9 kali massa Matahari. (pressoffice.cornell.edu)

raksasa hitam di inti bima sakti

Raksasa Hitam di Inti Bima Sakti
Para astronom telah menemukan bahwa lubang hitam (black hole) pada pusat galaksi kita telah mengalami gejolak pada sekitar 3 tiga abad lalu. Penemuan ini membantu memecahkan misteri lama: mengapa lubang hitam pada galaksi Bima Sakti tampak begitu tenang?
Lubang hitam tersebut, dikenal sebagai Sagittarius A* (dieja: “A-star”), tergolong raksasa, dengan massa 4 juta kali massa Matahari. Namun demikian, energi yang dipancarkan dari sekelilingnya justeru lauh lebih lemah daripada yang dilepaskan oleh lubang hitam di pusat galaksi lain.
Studi terbaru, yang akan diterbitkan dalam publikasi perhimpunan atronomi Jepang, mengkombinasikan hasil dari satelit sinar-X Suzaku dan ASCA milik Jepang, observatorium sinar-X Chandra milik NASA, dan observatorium sinar-X XMM-Newton milik Badan Ruang Angkasa Eropa, ESA.
Data yang didapatkan antara tahun 1994 dan 2005 menyingkap kenyataan bahwa awan gas di dekat lubang hitam di pusat galaksi Bima Sakti berpijar dan meredup secara cepat dalam gelombang sinar-X sebagai respon terhadap denyut sinar-X yang terpancar dari pinggiran lubang hitam.
Citra Chandra yang menunjukkan pusat galaksi Bima Sakti. Tanda panah menunjukkan posisi lubang hitam Sagittarius A* / Sgr A*. (Gambar: NASA/CXC/MIT/Frederick K. Baganoff et al.)
Denyut sinar-X itu memerlukan 300 tahun untuk melintasi jarak antara lubang hitam di pusat galaksi dan kabut besar yang dikenal sebagai Sagittarius B2. Dengan demikian, awan tersebut merespon suatu kejadian yang berlangsung 300 tahun sebelumnya. Saat sinar-X mencapai kabut tersebut, ia akan menumbuk atom-atom besi , melontarkan elektron yang berdekatan dengan inti atom. Saat elektron dari luar mengisi kekosongan yang ditimbulkan, atom besi akan melepaskan sinar-X. Namun setelah denyut sinar-X berlalu, kabut tersebut akan kembali ke kecerlangan semula.
Yang menarik, sebuah daerah di Sagittarius B2 yang hanya membentang sejauh 10 tahun cahaya diketahui memiliki kecerlangan yang bervariasi hanya dalam 5 tahun belakangan. Kecerlangan ini diketahui sebagai suatu gema cahaya (light echoes). Dengan menetapkan garis spektral sinar-X dari atom besi, observasi dengan Suzaku memegang peranan penting dalam mengeliminasi kemungkinan bahwa gema cahaya tersebut berasal dari partikel subatomik.
Dengan mengamati bagaimana berpijar dan meredup selama 10 tahun, para ilmuwan dapat menelusuri aktivitas lubang hitam pada 300 tahun lalu. Dari sana diketahui bahwa pada 300 tahun lalu, lubang hitam tersebut sejuta kali lebih cemerlang daripada sekarang.
Studi terbaru ini dibangun berdasarkan riset dari beberapa kelompok yang mempelopori teknik pemanfaatan gema cahaya. Tahun lalu, suatu kelompok yang dipimpin oleh Michael Muno, yang kini bekerja di di California Institute of Technology, Pasadena, California, menggunakan teleskop Chandra untuk mengamati gema sinar-X yang menunjukkan bahwa Sagitarius A* telah melepaskan flare (ledakan) sinar-X pada sekitar 50 tahun lalu, namun dalam intensitas sekitar 10 kali lebih kecil daripada flare yang terjadi pada 3 abad lalu.
Pusat galaksi terletak sejauh 26.000 tahun cahaya dari Bumi, yang berarti bahwa kita sedang menyaksikan peristiwa yang terjadi pada 26.000 tahun lampau. Para astronom masih belum memiliki pemahaman yang menyeluruh tentang mengapa Sagittarius A* memiliki aktifitas yang sangat bervariasi. Salah satu kemungkinan adalah karena adanya supernova pada beberapa abad yang lalu telah menyemburkan gas yang kemudian terhisap oleh lubang hitam tersebut. Tingginya konsentrasi gas yang terhisap akhirnya menyebabkan terjadinya flare raksasa pada lubang hitam. (www.esa.int)

supernova

Supernova Termuda di Bima Sakti
Para astronom telah mendeteksi ledakan supernova di Galaksi Bima Sakti yang diyakini merupakan yang termuda di galaksi Bima Sakti. Hasil pengamatan menggunakan observatorium sinar-X “Chandra” milik NASA dan teleskop radio VLA (Very Large Array) milik National Radio Astronomy Observatory tersebut berimplikasi terhadap pemahaman tentang seberapa sering terjadinya ledakan supernova di galaksi kita.
Dikenal sebagai G1.9+0.3, supernova tersebut berada di dekat pusat galaksi Bima Sakti, sekitar 26.000 tahun cahaya dari Bumi. Ledakan supernova tersebut diketahui terjadi pada sekitar 140 tahun lalu, menjadikannya supernova termuda di Bima Sakti dalam perspektif Bumi. Supernova tersebut sekitar dua abad lebih muda daripada Cassiopeia A, pemegang rekor sebelumnya yang meledak pada tahun 1680.
Supernova selama ini diyakini memegang peran penting dalam siklus hidup-mati sebuah bintang. Ledakan supernova terjadi apabila sebuah bintang telah mendekati ajalnya karena kehabisan seluruh bahan bakarnya. Hal tersebut menyebabkan dinding bintang runtuh ke dalam intinya dan memicu reaksi ledakan yang melontarkan seluruh materinya ke lingkungan sekitarnya.
Tim astronom yang dipimpin Stephen Reynolds dari Nortyh Carolina State University tidak merekam kejadian ini secara langsung dengan teleskop namun melacaknya dari jejak partikel-partikel yang terlontar dari ledakan supernova. Partikel yang disebut SNRs (supernova remnants) ini tak terdeteksi teleskop optik namun jelas terlihat menggunakan teleskop radio atau sinar-X. Identitas supernova dianalisis dari citra rekaman teleskop di observatorium sinar-X Chandra dan teleskop radio VLA.
Perbandingan citra sisa supernova G1.9+0.3 dalam gelombang radio (biru) oleh VLA pada 1985 dan sinar-X (oranye) oleh Chandra pada 2008 (Gambar: Green, et al., NRAO/AUI/NSF)
Penelitian ini dilakukan dengan membandingkan citra objek G1.9+0.3 yang diambil secara terpisah dalam periode dua dekade. Pada 1985, tim astronom yang dibawah pimpinan David Green memanfaatkan VLA untuk mengidentifikasi sisa supernova yang saat itu diperkirakan berusia 400 - 1000 tahun. Berdasarkan ukurannya yang kecil, saat itu diperkirakan bahwa supernova tersebut meledak antara 400 hingga 1000 tahun lalu.
Berikutnya, pada 2007, kelompok lainnya yang dipimpin oleh Stephen Reynolds dari North Carolina State University, berhasil mengamati objek yang sama menggunakan Teleskop Sinar-X Chandra. Mereka menemukan fakta yang mengejutkan, dimana citra yang mereka dapatkan menunjukan bahwa objek yang diamati itu berukuran 16% lebih besar dari citra yang diambil VLA tahun 1985. Perbedaan yang sangat besar ini menandakan puing ledakan tersebut mengembang dengan sangat cepat.
Pengukuran pengembangan tersebut dilakukan dengan membandingkan citra radio dengan citra sinar-X. Pengamatan selanjutnya dengan VLA mengkonfirmasi bahwa sisa supernova itu memang benar-benar mengembang dengan sangat cepat. Hal ini memberi petunjuk bahwa objek tersebut jauh lebih muda dari yang diperkirakan sebelumnya
Penemuan ini merupakan kemajuan berarti dalam menentukan frekuensi terjadinya supernova di galaksi kita. Pemahaman terhadap hal ini sangat penting karena supernova berperan memanaskan dan mendistribusi ulang gas dan memasok elemen berat ke daerah sekitarnya, serta memicu pembentukan bintang baru dalam siklus kelahiran dan kematian bintang. Selain meninggalkan sisa material yang terus mengembang, ledakan supernova juga menyisakan pusat bintang neutron, yang dikenal sebagai lubang hitam (black hole).
“Kita sangat beruntung karena pergerakan gas akibat ledakan ini masih jelas terlihat dalam gelombang radio dan sinar-X meski sudah ribuan tahun berlalu,” ujar Reynolds yang melaporkan penelitian tersebut dalam The Astrophysical Journal edisi 10 januari 2008. (chandra.harvard.edu)

black hole

Lubang hitam pernah dianggap sebagai objek langka dan eksotik, namun kini diketahui tersebar di banyak tempat di alam semesta. Dalam bentuknya yang paling besar dan paling masif lubang hitam dapat ditemui pada pusat galaksi-galaksi besar. Lubang hitam ultra-masif ini diperkirakan memiliki massa hingga semiliar kali massa Matahari kita.
Kini, Priyamvada Natarajan, associate professor of astronomy and physics di Yale University dan fellow pada Radcliffe Institute of Advanced Study, telah menunjukkan bahwa lubang hitam yang terbesar sekalipun tidak akan terus tumbuh selamanya. Sebaliknya, lubang hitam akan mencapai batas pertumbuhannya ketika objek tersebut telah mengakumulasikan massa hingga 10 miliar kali massa Matahari.
Suatu lubang hitam ultra-masif, yang ditemukan pada pusat galaksi elips raksasa di sebuah kluster galaksi besar adalah yang terbesar yang diketahui sejauh ini. Bahkan lubang hitam besar di pusat galaksi Bima Sakti kita masih ribuan kali kurang masif dibanding lubang hitam tersebut. Namun lubang hitam gigantik tersebut, yang mengakumulasi massanya dengan menghisap materi dari gas, debu, dan bintang tetangganya, terlihat tidak dapat tumbuh melampaui limit ini. Hal tersebut tidak bergantung pada dimana dan kapan lubang hitam itu muncul di alam semesta. Seperti dijelaskan oleh Natarajan, hal ini tidak hanya terjadi sekarang, melainkan pada setiap era sepanjang keberadaan alam semesta.
Studi yang akan diterbitkan dalam Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) ini, untuk pertama kalinya merepresentasikan limit atas dari massa sebuah lubang hitam. Natarajan menggunakan data optikal dan sinar-X yang ada terhadap sejumlah lubang hitam supermasif untuk menunjukkan bahwa, agar observasi-observasi tersebut konsisten, lubang hitam seharusnya mengalami kematian pada satu titik pada tahapan evolusinya.
Salah satu penjelasan yang mungkin, menurut Natarajan, adalah bahwa lubang hitam sewaktu-watu akan mencapai titik dimana mereka meradiasikan sedemikian banyak energi sementara menghisap apapun dari lingkungan sekitarnya. Energi yang diradiasikan itu akan bercampur dengan asupan gas yang membesarkan lubang hitam tersebut sehingga dapat mengganggu pembentukan (formasi) bintang di sekitarnya. Penemuan baru ini berimplikasi pada studi mengenai formasi galaksi, dimana banyak diantara galaksi-galaksi terbesar di alam semesta berevolusi bersama lubang hitam di pusatnya.
“Bukti-bukti yang didapat telah mengarah pada peranan kunci yang dimainkan lubang hitam dalam proses pembentukan galaksi,” demikian Natarajan. (opa.yale.edu)