NASA mendefinisikan lubang hitam sebagai daerah dengan gravitasi sedemikian besar sehingga tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat lolos darinya. Batas yang terlihat di sekitar wilayah ini disebut cakrawala peristiwa: titik di mana kecepatan yang diperlukan untuk melarikan diri dari tarikan gravitasi melebihi kecepatan cahaya, menurut ringkasan lubang hitam resmi NASA.
Di dalam batas itu, menurut situs edukatif NASA untuk publik, sisa materi dari bintang yang runtuh dipikirkan menyusut menjadi titik yang sangat kecil yang disebut singularitas. Meskipun ukurannya sangat kecil, tarikan gravitasinya mengendalikan segalanya di dalam cakrawala peristiwa.
Bagaimana lubang hitam massa bintang terbentuk
NASA menyatakan bahwa lubang hitam massa bintang terbentuk ketika bintang dengan massa lebih dari sekitar 20 kali massa Matahari menghabiskan bahan bakar nuklir di intinya dan runtuh di bawah beratnya sendiri. Keruntuhan ini memicu supernova yang meniup lapisan luar bintang, sementara inti terus jatuh ke dalam. Setelah inti yang runtuh melampaui kurang lebih tiga massa matahari, NASA mencatat, keruntuhan menjadi lubang hitam menjadi tak terelakkan karena tidak ada kekuatan yang diketahui dapat menghentikannya.
Bintang biasanya mempertahankan bentuknya karena tekanan keluar dari fusi nuklir menyeimbangkan tarikan gravitasi ke dalam dari gravitasinya sendiri. Ketika bahan bakar habis, keseimbangan ini rusak, dan gravitasi mengompresi inti sampai membentuk lubang hitam, menurut penjelasan NASA yang sama.
Tidak semua lubang hitam berukuran sama
Ringkasan lubang hitam NASA membedakan beberapa kategori berdasarkan massa. Lubang hitam massa bintang berkisar dari sekitar tiga hingga beberapa puluh massa matahari dan tersebar di seluruh Galaksi Bimasakti. Lubang hitam supermasif, ditemukan di pusat sebagian besar galaksi besar termasuk milik kita sendiri, memiliki berat antara 100.000 dan miliaran massa matahari.
Kategori ketiga, lubang hitam massa menengah dengan berat kira-kira 100 hingga lebih dari 10.000 massa matahari, telah lama diduga dan hanya beberapa kandidat yang diidentifikasi melalui bukti tidak langsung, menurut NASA. NASA menggambarkan deteksi gelombang gravitasi 2019, dibahas di bawah, sebagai contoh paling meyakinkan dari kelas ini hingga saat ini.
Kategori lubang hitam menurut massa (NASA)| Kategori | Massa khas | Ditemukan di mana |
|---|
| Massa bintang | ~3 hingga puluhan massa matahari | Di seluruh Galaksi Bimasakti |
|---|
| Massa menengah | ~100 hingga lebih dari 10.000 massa matahari | Contoh paling meyakinkan dari penggabungan gelombang gravitasi 2019 (GW190521) |
|---|
| Supermasif | 100.000 hingga miliaran massa matahari | Pusat sebagian besar galaksi besar |
|---|
Bukti yang tidak bergantung pada melihat cahaya
Karena lubang hitam tidak memancarkan cahaya, ilmuwan memastikan keberadaan mereka secara tidak langsung. NASA menunjukkan beberapa metode: mendeteksi sinar-X dan gelombang radio dari materi yang dipanaskan hingga suhu ekstrem dekat cakrawala peristiwa, mengamati jet partikel yang bergerak mendekati kecepatan cahaya yang memancarkan gelombang radio, sinar-X, dan sinar gamma, dan mendeteksi gelombang gravitasi — riak dalam ruangwaktu yang pertama kali diukur pada tahun 2015 dari peristiwa yang disebut GW150914, ketika dua lubang hitam berputar satu sama lain dan bersatu, menurut NASA.
Metode gelombang gravitasi kemudian menghasilkan lubang hitam massa menengah yang pertama kali dikonfirmasi. Kolaborasi Ilmiah LIGO dan Kolaborasi Virgo mengumumkan pada 2 September 2020 bahwa mereka telah mendeteksi sinyal, yang diberi nama GW190521, dari peristiwa yang terjadi pada 21 Mei 2019, menurut halaman deteksi resmi LIGO. Dua lubang hitam dengan massa sekitar 85 dan 66 massa matahari bersatu menjadi sisa tunggal 142 massa matahari — deteksi jelas pertama dari lubang hitam massa menengah, kata LIGO.
LIGO juga mencatat bahwa penggabungan ini signifikan secara ilmiah karena massa progenitor jatuh ke dalam celah massa ketidakstabilan berpasangan yang disebut, kisaran (kira-kira 65 hingga 120 massa matahari) di mana teori keruntuhan bintang standar tidak memprediksi lubang hitam harus terbentuk secara langsung, menyarankan objek itu sendiri mungkin hasil dari penggabungan sebelumnya.
Melihat bayangan lubang hitam
Di luar deteksi tidak langsung, para astronom telah menghasilkan citra langsung. Event Horizon Telescope, jaringan global observatorium radio, merilis citra pertama lubang hitam pada tahun 2019 — yang di pusat galaksi M87, diperkirakan 6,5 miliar massa matahari dan sekitar 55 juta tahun cahaya jauhnya, menurut ringkasan lubang hitam NASA.
Citra menunjukkan cincin cerah gas bersinar yang mengelilingi "bayangan" pusat gelap, siluet yang dilemparkan oleh cakrawala peristiwa lubang hitam terhadap cahaya dari materi yang jatuh.
Apa yang tetap tidak pasti
Menurut NASA, asal lubang hitam supermasif tetap kurang dipahami, meski bukti menunjukkan mereka sudah ada dalam sejarah awal galaksi.
Tulisan ini disiapkan dengan kecerdasan buatan dan lolos pemeriksaan sumber otomatis sebelum terbit. Jika Anda melihat kesalahan, ajukan koreksi. Ajukan koreksi atau hak jawab · Cara kami bekerja
