Mengisi kesenjangan: penggabungan lubang hitam dan bintang neutron

Pada tanggal 29 Mei 2023 Masehi detektor lego (Gravity Wave Detector) di Livingston (Louisiana, USA) menerima sinyal yang tidak biasa: sinyal gelombang gravitasi GW230529.

Kemungkinan besar berasal dari penggabungan bintang neutron dengan objek padat tak dikenal yang berjarak 650 juta tahun cahaya. Sebuah kelompok penelitian – termasuk dari Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi (juga disebut Institut Albert Einstein, AEI) – berhipotesis tentang keberadaan lubang hitam, Siaran pers tertanggal 5 April 2024 berbunyi.

Kesenjangan blok bawah tampaknya telah terisi

Massa benda tersebut hanya beberapa massa Matahari. Oleh karena itu, ia terletak di celah massa yang lebih rendah antara bintang neutron terberat dan lubang hitam paling ringan.

Kesenjangan massa seperti itu telah dibahas dalam dunia astronomi selama sekitar 30 tahun, namun sebelumnya sebagian besar dianggap kosong. Ini adalah pertama kalinya objek serupa ditemukan, menurut siaran pers Max Planck Society (MPG).

Menurut teori relativitas umum Albert Einstein, bintang neutron tiga kali lebih ringan dari massa Matahari kita, namun massa maksimum yang tepat sebelum bintang neutron runtuh ke dalam lubang hitam tidak diketahui.

Mungkin lubang hitam

“Mengingat pengamatan dalam spektrum elektromagnetik dan pemahaman kita saat ini tentang evolusi bintang, orang mungkin mengira akan ada sangat sedikit lubang hitam atau bintang neutron dalam kisaran tiga hingga lima massa matahari. Namun, massa salah satu objek sekarang jatuh pada wajah seleksi dalam kisaran ini.“, jelas Alessandra Bonanno, Direktur Institut AEI di Potsdam Science Park.

Lokasi pasti penggabungan tersebut tidak diketahui karena hanya satu detektor Ligo yang merekam pada saat pengukuran. Setelah beberapa kali pemeriksaan, dipastikan bahwa itu adalah sinyal astrofisika dan bukan kebisingan.

Tim juga menemukan bahwa GW230529 berasal dari penggabungan sebuah benda kompak bermassa 1,3 hingga 2,1 kali massa Matahari kita dan benda kompak lainnya bermassa 2,6 hingga 4,7 kali massa Matahari.

Berdasarkan semua sifat sistem biner yang diketahui, kelompok penelitian berasumsi bahwa objek yang lebih ringan adalah bintang neutron dan objek yang lebih berat adalah lubang hitam – namun belum ada kepastian akhir. Pertanyaan bagaimana bintang neutron ini terbentuk juga belum bisa terjawab.

Sistem ganda: perbedaan massa terkecil

Namun, di antara penggabungan yang diamati sejauh ini, GW230529 adalah penggabungan yang setidaknya memiliki perbedaan massa kedua benda. “Jika lubang hitam jauh lebih berat daripada bintang neutron, tidak ada materi yang tertinggal di luar lubang hitam setelah penggabungan dan tidak ada radiasi elektromagnetik yang akan dipancarkan.”jelas Tim Dietrich, Ketua Max Planck Fellows Group.

“Sebaliknya, lubang hitam yang lebih ringan dapat merobek bintang neutron dengan gaya pasang surut yang lebih kuat, memuntahkan material yang dapat berkedip dalam bentuk kilatan kilonova atau sinar gamma.”Dietrich melanjutkan.

Pengamatan Ligo selanjutnya dimulai pada 10 April 2024 dan dijadwalkan berlangsung hingga Februari 2025.