Lubang Hitam Supermasif Meledak Dua Kali Penemuan Langka dalam Peristiwa Gangguan Pasang Surut
Para astronom mengamati peristiwa Gangguan Pasang Surut TDE yang langka di mana sebuah lubang hitam supermasif meledak dua kali dalam waktu 720 hari
PARA astronom menemukan sebuah lubang hitam supermasif yang sedang menikmati santapan bintang mengalami dua kilatan dalam peristiwa langka dan kuat.
Peristiwa Gangguan Pasang Surut (TDE) dengan dua kilatan ini bisa terjadi karena lubang hitam menangkap sistem biner bintang, memungkinkan salah satu bintang melarikan diri dan kemudian memakan yang lainnya. Jika demikian, pengamatan lebih lanjut terhadap peristiwa ini, yang diberi nama ASASSN-22ci, bisa memecahkan misteri TDE yang berulang.
TDE begitu kuat hingga dapat terlihat dari jarak miliaran tahun cahaya. Namun, yang tidak biasa adalah melihat TDE meledak dua kali atau lebih. Ini menjadikan ASASSN-22ci, hasil dari lubang hitam supermasif yang berada relatif dekat dengan Bumi, sekitar 408 juta tahun cahaya di pusat galaksi WISEA J122045.05+493304.7, sebuah peristiwa yang langka dan penting.
"Baru beberapa TDE yang menunjukkan beberapa flare sampai saat ini. Perkiraan terbaru menunjukkan bahwa tingkat kejadian ini mungkin sekitar 15 hingga 20 kali lebih jarang dibandingkan TDE biasa," kata pemimpin tim, astronom Universitas Hawaii Jason Hinkle kepada Space.com.
"Meskipun kejadian ini langka, mereka memiliki potensi untuk memberikan dampak besar terhadap pemahaman kita tentang fisika TDE dengan memungkinkan kita mempelajari fase-fase awal TDE dalam detail yang belum pernah terjadi sebelumnya."
Lubang hitam dengan dua kilatan
Kilatan pertama ASASSN-22ci terdeteksi pada Februari 2022 oleh All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN). Pada awalnya, peristiwa ini tampaknya merupakan TDE biasa.
Namun, 720 hari kemudian, saat Hinkle dan kolaboratornya mengikuti peristiwa ini dengan ASAS-SN, Zwicky Transient Facility (ZTF), dan Asteroid Terrestrial Impact Last Alert System (ATLAS), ASASSN-22ci mengejutkan mereka dengan kilatan kedua.
Ironisnya, yang membuat ASASSN-22ci unik di antara TDE yang berulang adalah betapa "normal" tampaknya peristiwa ini.
"ASASSN-22ci istimewa karena kurva cahaya dan spektrumnya adalah yang paling 'normal' dari kelompok kecil TDE yang menunjukkan beberapa flare," kata Hinkle.
"Selain itu, kedua flare-nya telah dipelajari dengan baik dalam pengukuran cahaya ultraviolet dan sinar-X serta spektroskopi, yang memungkinkan kami untuk membandingkan sifat antara kedua flare dengan sangat teliti."
Pengumpulan informasi ini termasuk menentukan massa lubang hitam supermasif yang bertanggung jawab atas ASASSN-22ci. Tim memperkirakan massa lubang hitam supermasif pusat ini sekitar 3 juta massa Matahari. Ini membuatnya sedikit lebih ringan dari lubang hitam supermasif di Galaksi Bima Sakti, Sagittarius A* (Sgr A*).
Penyelidikan sebelumnya terhadap peristiwa ini telah menyarankan bahwa bintang yang terlibat dalam flare ini kemungkinan memiliki massa yang mirip dengan Matahari. Namun, yang belum jelas adalah apakah bintang ini memiliki pasangan biner yang berhasil melarikan diri dari nasib mengerikan tersebut.
Saat bintang yang malang mendekat terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif, gaya gravitasi besar yang dihasilkan massa lubang hitam, yang bisa jutaan bahkan miliaran kali lebih besar dari Matahari, menghasilkan gaya pasang surut yang sangat besar di dalam bintang.
Gaya ini akan meremas bintang secara horizontal sambil meregangkannya secara vertikal. Akibatnya, bintang tersebut akan terbelah menjadi aliran besar "pasta" bintang dalam proses yang tepat disebut "spaghettifikasi." Plasma spagheti ini melilit sekitar lubang hitam supermasif dalam awan datar yang disebut cakram akresi. Dari sana, sebagian materi secara bertahap diberi makan ke lubang hitam.
Meskipun ilmuwan saat ini tidak yakin apa yang menyebabkan TDE dengan kilatan ganda, mereka berteori penyebabnya bisa jadi lubang hitam supermasif yang telah menangkap sistem biner dua bintang dalam proses yang disebut "Tangkap Hills."
"Yang disebut Tangkap Hills terjadi ketika sistem biner bintang yang terikat erat melewati lubang hitam supermasif dan mengalami gangguan sebagian," jelas Hinkle. "Setelah pertemuan ini, salah satu bintang akan terlempar keluar dengan kecepatan tinggi."
Bintang yang tersisa terikat pada lubang hitam dalam orbit yang menyerupai lingkaran datar. Orbit elips yang sangat tajam ini membawa bintang lebih jauh dari lubang hitam dan kemudian memutarnya kembali lebih dekat. Dalam situasi ini, bintang yang tersisa lebih mungkin mengalami "TDE sebagian berulang," yang berarti bintang tersebut tidak hancur sekaligus dan dapat kembali untuk dihancurkan lebih lanjut.
Astronom dari Universitas Hawaii ini menjelaskan bahwa ini terjadi jika pendekatan terdekat dari bintang yang tersisa berada dalam "radius pasang surut" lubang hitam supermasif. Gangguan lebih lanjut akan memicu flare lain setiap kali bintang tersebut melewati lubang hitam.
"Pada akhirnya, bintang itu akan dihancurkan sepenuhnya, dan tidak akan ada flare lebih lanjut," kata Hinkle, menambahkan keseragaman dari dua flare ASASSN-22ci tampaknya menunjukkan bahwa mereka berasal dari lubang hitam yang berulang kali mengganggu bintang yang sama.
"Meskipun kita belum tahu pasti, kesamaan kedua flare dan jarak pendek antara flare tersebut dalam waktu relatif terhadap tingkat TDE tipikal menunjukkan bahwa satu bintang dihancurkan dua kali," lanjut Hinkle. "Pemutusan antara puncak kecerahan kedua flare adalah 720 hari. Dengan asumsi ini adalah TDE berulang yang dihasilkan dari Tangkap Hills, ini kemungkinan adalah periode orbit dari bintang yang bertahan."
Tentu saja, para peneliti bersemangat untuk mengonfirmasi teori ini. Untungnya, mereka tidak hanya tahu di mana untuk mencari — mereka juga tahu kapan harus mencarikannya.
Kilatan ketiga
Jika skenario yang diusulkan tentang satu bintang yang terus-menerus dihancurkan adalah yang benar untuk ASASSN-22ci, tim berharap untuk melihat flare ketiga.
"Prediksi kapan flare ketiga seharusnya terjadi didasarkan pada pemisahan yang diamati dari dua flare," kata Hinkle. "Jika pemisahan ini adalah periode orbit bintang, kami berharap dapat melihat flare lain terjadi ketika bintang tersebut melewati lubang hitam supermasif pada awal 2026."
Jika tim gagal melihat flare lagi dari TDE pada atau sekitar 4 Februari 2026, ini tidak akan membuktikan bahwa Tangkap Hills tidak bertanggung jawab atas kilatan ganda ASASSN-22ci.
"Mungkin saja bintang itu sepenuhnya dihancurkan pada flare kedua dan tidak akan menghasilkan flare ketiga," kata Hinkle. "Ada juga kemungkinan kecil bahwa dua flare tersebut adalah TDE yang independen, dan jika demikian, kita tidak akan melihat TDE ketiga."
Kemampuan untuk memprediksi flare ketiga dari ASASSN-22ci juga merupakan keuntungan untuk mempelajari peristiwa kuat dan merusak ini secara keseluruhan. Itu karena ini memberi astronom petunjuk untuk memulai pengamatan lanjutan daripada menunggu untuk menangkap TDE secara kebetulan.
"Kami dapat memulai pengamatan jauh lebih awal dan mencoba mengamati fase-fase awal TDE saat aliran puing-puingnya menetap dalam aliran akresi," kata Hinkle. "Ini adalah sesuatu yang hampir mustahil dilakukan untuk TDE tipikal karena kita tidak tahu kapan mereka akan terjadi."
Jika tim mendeteksi flare lain, para ilmuwan akan memulai program lanjutan untuk memperoleh data selama flare ketiga ini dan membandingkannya dengan dua flare pertama dari ASASSN-22ci. Ini bisa mengungkap apakah TDE ini masih memiliki kejutan lainnya.
"Saya paling terkejut dengan kenyataan bahwa TDE yang tampaknya biasa ini bisa menunjukkan perilaku seperti ini," kata Hinkle. "Ini adalah tanda yang menjanjikan bahwa masih ada jalan baru dan menarik untuk mengeksplorasi peristiwa gangguan pasang surut dan menggunakannya sebagai probe lubang hitam supermasif." (Space/Z-3)
What's Your Reaction?
