8 Bukti Keberadaan Black Hole, Masih Ragu?

Black hole muncul secara perdana pada 1916 lewat perhitungan Karl Schwarschild. Hasil yang ditemukan Karl adalah hasil absolut dari teori relativitas umum milik Albert Einstein pada 1915. Dengan kata lain, bila teori Einstein ternyata benar, black hole memang benar-benar ada!

Pada akhir era 1960an, Roger Penrose dan Stephen Hawking menemukan bahwa objek yang masuk ke black hole akan membentuk singularitas yang membengkokkan hukum fisika Bumi. Hasilnya, pada 2020, Penrose mendapatkan Penghargaan Nobel Fisika untuk penemuan black hole sebagai prediksi terdekat dari teori relativitas umum.

Menurut NASA, pada 1930an, ahli astrofisika India-Amerika, Subramanyan Chandrasekhar, melihat apa yang terjadi saat bintang menghabiskan inti nuklirnya. Perlu diingat, kejadian ini bergantung dari massa bintang.

Jika satu bintang besar memiliki 20 massa matahari, maka inti bintang (3 kali lebih besar dari massa mataharinya) bisa runtuh menjadi black hole. Kejadian ini bisa berlangsung amat cepat, dalam hitungan detik saja, dan melepaskan energi besar dalam bentuk ledakan sinar gamma. 

Ledakan sinar gamma tersebut memancarkan energi ke luar angkasa, layaknya bintang biasa. Teleskop tajam di Bumi juga telah mendeteksi banyak ledakan sinar gamma, dan beberapa berasal dari galaksi berjarak miliaran tahun cahaya. Dengan kata lain, kita bisa saja melihat proses "kelahiran" lubang hitam.

Terkadang, lubang hitam terlihat berpasangan dan mengorbit satu sama lain. Interaksi gravitasi yang dahsyat menciptakan riak dalam ruang waktu dan menyebar sebagai gelombang gravitasi. Inilah yang juga diprediksikan oleh teori relativitas Einstein.

Salah satu yang bisa mendeteksinya adalah Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory and Virgo (LIGO) di California Institute of Technology (CalTech) dan Massachusetts Institute of Technology (MIT). Hasilnya, temuan pergabungan dua black hole pada 2015 dan 2016.

Saat sensitivitas detektor LIGO meningkat, peristiwa penghasil gelombang lain juga ditemukan, seperti tabrakan antara black hole dan bintan neutron. Tidak perlu takut, kejadian ini biasanya berada di luar galaksi Bimasakti atau 650 juta - 1,5 miliar tahun cahaya dari Bumi!

Meski memancarkan energi besar, ledakan sinar gamma dan gelombang gravitasi sering kali tidak terdeteksi. Karena tak ada cahaya atau radiasi lain, fenomena-fenomena ini bisa saja "bersembunyi" di lingkungan luar angkasa. Cara terbaik untuk mendeteksinya adalah dengan efek gravitasi kedua fenomena tersebut terhadap bintang lain.

Saat tengah mengamati sepasang bintang bernama HR 6819 pada Mei 2020, para astronom melihat bahwa ada keanehan pada gerakan dua bintang tersebut. Penjelasan satu-satunya adalah ada objek ketiga yang tak kasat mata!

Ketika para astronom menghitung massanya, hasilnya 4-5 kali lebih besar dari Matahari! Hanya ada satu kesimpulan yang tersisa, yaitu objek tersebut adalah black hole. Black hole tersebut jadi yang paling dekat dengan Bumi, yaitu 1.000 tahun cahaya di dalam Bimasakti. Namun, hasilnya masih menunggu konfirmasi.

Bukti pengamatan black hole muncul pertama kali pada 1971. Dari sistem bintang biner bernama Cygnus X-1, sistem ini menghasilkan sinar-X paling terang di alam semesta. Namun, NASA mengatakan sinar ini tidak berasal dari black hole atau bintang tetangganya yang 33 kali lebih berat dari Matahari kita.

Malah, materi bintang raksasa tersebut dilucuti oleh piringan akresi black hole. Dari piringan akresi tersebut, sinar-X terpancar. Layaknya HR 6819, para astronom menggunakan gerakan bintang untuk memprakirakan massa objek tak kasat mata yang terlihat di Cygnus X-1.

Hasil perhitungan terbaur pada Februari 2021 mengatakan bahwa objek "gelap" tersebut memiliki 21 massa matahari. Terkonsentrasi ke dalam ruang kecil, tak ada penjelasan lain selain objek tersebut adalah black hole.

Selain bintang yang runtuh, black hole skala supermasif (yang mengandung jutaan hingga miliaran massa matahari) ternyata sudah ada sejak awal sejarah alam semesta! Menurut NASA, black hole supermasif di pusat galaksi dikelilingi piringan akresi yang menghasilkan radiasi intens!

Buktinya, bintang-bintang di dekat wilayah black hole supermasif biasanya berputar amat cepat. Bahkan, Bimasakti memiliki black hole di pusatnya, tepatnya di Sagittarius A*. Perkiraan saat ini, black hole supermasif di Sagittarius A* (Sgr A*) memiliki massa matahari sebanyak 4 juta.

Apa yang terjadi saat objek mendekati atau jatuh ke black hole? Pertama, terjadi "Spagetifikasi". Diambil dari nama pasta, gravitasi ekstrem black hole merentangkan objek layaknya spageti.

Spagetifikasi pada black hole pertama kali terekam pada 2018 yang melibatkan bintang sejauh 150 juta tahun cahaya. Terbaru, pada Oktober 2020, para astronom European Southern Observatory (ESO) menyaksikan langsung saat sebuah bintang di jarak 215 juta tahun cahaya dilumat jadi spageti oleh gaya tarik black hole!

Bukti terakhir yang tak terbantahkan adalah foto yang dirilis pada April 2019. Diambil di pusat galaksi Messier 87 di klaster Virgo, foto tersebut memperlihatkan citra black hole supermasif dengan massa matahari 6,5 miliar dan cahaya jingga dari piringan akresi!

Foto ini diabadikan oleh Event Horizon Telescope (EHT). EHT mengatakan kalau mereka menyambungkan teleskop di seluruh dunia untuk mengabadikan black hole. Menurut NASA, semakin banyak teleskop yang berpartisipasi dalam mengabadikan black hole, akan semakin tajam juga kualitas gambar akhirnya.

Tak terbantahkan lagi, kan? Itulah 8 bukti terkuat yang menunjukkan keberadaan black hole secara nyata. Kalau bukti perhitungan fisika masih meragukan, tunjukkan saja foto dari EHT.