Lubang Hitam Supermasif Meledak Dua Kali: Penemuan Langka Dalam Peristiwa Gangguan Pasang Surut

Para astronom mengawasi peristiwa Gangguan Pasang Surut (TDE) nan langka, di mana sebuah lubang hitam supermasif meledak dua kali dalam waktu 720 hari.(ESA)

PARA astronom menemukan sebuah lubang hitam supermasif nan sedang menikmati santapan bintang mengalami dua kilatan dalam peristiwa langka dan kuat.

Peristiwa Gangguan Pasang Surut (TDE) dengan dua kilatan ini bisa terjadi lantaran lubang hitam menangkap sistem biner bintang, memungkinkan salah satu bintang melarikan diri dan kemudian menyantap nan lainnya. Jika demikian, pengamatan lebih lanjut terhadap peristiwa ini, nan diberi nama ASASSN-22ci, bisa memecahkan misteri TDE nan berulang.

TDE begitu kuat hingga dapat terlihat dari jarak miliaran tahun cahaya. Namun, nan tidak biasa adalah memandang TDE meledak dua kali alias lebih. Ini menjadikan ASASSN-22ci, hasil dari lubang hitam supermasif nan berada relatif dekat dengan Bumi, sekitar 408 juta tahun sinar di pusat galaksi WISEA J122045.05+493304.7, sebuah peristiwa nan langka dan penting.

"Baru beberapa TDE nan 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 mempunyai potensi untuk memberikan akibat besar terhadap pemahaman kita tentang fisika TDE dengan memungkinkan kita mempelajari fase-fase awal TDE dalam perincian nan 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, nan membikin ASASSN-22ci unik di antara TDE nan berulang adalah sungguh "normal" tampaknya peristiwa ini.

"ASASSN-22ci spesial lantaran kurva sinar dan spektrumnya adalah nan paling 'normal' dari golongan mini TDE nan menunjukkan beberapa flare," kata Hinkle. 

"Selain itu, kedua flare-nya telah dipelajari dengan baik dalam pengukuran sinar ultraviolet dan sinar-X serta spektroskopi, nan memungkinkan kami untuk membandingkan sifat antara kedua flare dengan sangat teliti."

Pengumpulan info ini termasuk menentukan massa lubang hitam supermasif nan 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 nan terlibat dalam flare ini kemungkinan mempunyai massa nan mirip dengan Matahari. Namun, nan belum jelas adalah apakah bintang ini mempunyai pasangan biner nan sukses melarikan diri dari nasib mengerikan tersebut.

Saat bintang nan malang mendekat terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif, style gravitasi besar nan dihasilkan massa lubang hitam, nan bisa jutaan apalagi miliaran kali lebih besar dari Matahari, menghasilkan style pasang surut nan sangat besar di dalam bintang.

Gaya ini bakal meremas bintang secara mendatar sembari meregangkannya secara vertikal. Akibatnya, bintang tersebut bakal terbelah menjadi aliran besar "pasta" bintang dalam proses nan tepat disebut "spaghettifikasi." Plasma spagheti ini melilit sekitar lubang hitam supermasif dalam awan datar nan disebut cakram akresi. Dari sana, sebagian materi secara berjenjang diberi makan ke lubang hitam.

Meskipun intelektual saat ini tidak percaya apa nan menyebabkan TDE dengan kilatan ganda, mereka berteori penyebabnya bisa jadi lubang hitam supermasif nan telah menangkap sistem biner dua bintang dalam proses nan disebut "Tangkap Hills."

"Yang disebut Tangkap Hills terjadi ketika sistem biner bintang nan terikat erat melewati lubang hitam supermasif dan mengalami gangguan sebagian," jelas Hinkle. "Setelah pertemuan ini, salah satu bintang bakal terlempar keluar dengan kecepatan tinggi."

Bintang nan tersisa terikat pada lubang hitam dalam orbit nan menyerupai lingkaran datar. Orbit elips nan sangat tajam ini membawa bintang lebih jauh dari lubang hitam dan kemudian memutarnya kembali lebih dekat. Dalam situasi ini, bintang nan tersisa lebih mungkin mengalami "TDE sebagian berulang," nan berfaedah 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 nan tersisa berada dalam "radius pasang surut" lubang hitam supermasif. Gangguan lebih lanjut bakal memicu flare lain setiap kali bintang tersebut melewati lubang hitam.

"Pada akhirnya, bintang itu bakal dihancurkan sepenuhnya, dan tidak bakal ada flare lebih lanjut," kata Hinkle, menambahkan keseragaman dari dua flare ASASSN-22ci tampaknya menunjukkan bahwa mereka berasal dari lubang hitam nan berulang kali mengganggu bintang nan 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 dugaan ini adalah TDE berulang nan dihasilkan dari Tangkap Hills, ini kemungkinan adalah periode orbit dari bintang nan bertahan."

Tentu saja, para peneliti antusias untuk mengonfirmasi teori ini. Untungnya, mereka tidak hanya tahu di mana untuk mencari — mereka juga tahu kapan kudu mencarikannya.

Kilatan ketiga

Jika skenario nan diusulkan tentang satu bintang nan terus-menerus dihancurkan adalah nan betul untuk ASASSN-22ci, tim berambisi untuk memandang flare ketiga.

"Prediksi kapan flare ketiga semestinya terjadi didasarkan pada pemisahan nan diamati dari dua flare," kata Hinkle. "Jika pemisahan ini adalah periode orbit bintang, kami berambisi dapat memandang flare lain terjadi ketika bintang tersebut melewati lubang hitam supermasif pada awal 2026."

Jika tim kandas memandang flare lagi dari TDE pada alias sekitar 4 Februari 2026, ini tidak bakal membuktikan bahwa Tangkap Hills tidak bertanggung jawab atas kilatan dobel ASASSN-22ci.

"Mungkin saja bintang itu sepenuhnya dihancurkan pada flare kedua dan tidak bakal menghasilkan flare ketiga," kata Hinkle. "Ada juga kemungkinan mini bahwa dua flare tersebut adalah TDE nan independen, dan jika demikian, kita tidak bakal memandang TDE ketiga."

Kemampuan untuk memprediksi flare ketiga dari ASASSN-22ci juga merupakan untung untuk mempelajari peristiwa kuat dan merusak ini secara keseluruhan. Itu lantaran ini memberi astronom petunjuk untuk memulai pengamatan lanjutan daripada menunggu untuk menangkap TDE secara kebetulan.

"Kami dapat memulai pengamatan jauh lebih awal dan mencoba mengawasi fase-fase awal TDE saat aliran puing-puingnya menetap dalam aliran akresi," kata Hinkle. "Ini adalah sesuatu nan nyaris mustahil dilakukan untuk TDE tipikal lantaran kita tidak tahu kapan mereka bakal terjadi."

Jika tim mendeteksi flare lain, para intelektual bakal memulai program lanjutan untuk memperoleh info selama flare ketiga ini dan membandingkannya dengan dua flare pertama dari ASASSN-22ci. Ini bisa mengungkap apakah TDE ini tetap mempunyai kejutan lainnya.

"Saya paling terkejut dengan realita bahwa TDE nan tampaknya biasa ini bisa menunjukkan perilaku seperti ini," kata Hinkle. "Ini adalah tanda nan menjanjikan bahwa tetap ada jalan baru dan menarik untuk mengeksplorasi peristiwa gangguan pasang surut dan menggunakannya sebagai probe lubang hitam supermasif." (Space/Z-3)