Deteksi terbaru dari penggabungan lubang hitam paling masif yang pernah diamati telah mengirimkan gelombang kejut ke seluruh komunitas ilmiah, tidak hanya dalam ruang-waktu tetapi juga dalam diskusi sengit tentang apa yang diceritakan objek-objek ekstrem ini tentang alam semesta. Penemuan GW231123 oleh kolaborasi LIGO-Virgo-KAGRA merupakan tonggak sejarah yang menantang pemahaman kita tentang bagaimana lubang hitam yang begitu masif bisa ada.
Pelepasan Energi Melampaui Imajinasi
Penggabungan yang menciptakan lubang hitam bermassa 225 kali Matahari ini melepaskan jumlah energi yang hampir tidak dapat dipahami. Ketika dua lubang hitam dengan massa sekitar 100 dan 140 kali massa Matahari kita bertabrakan, sekitar 15 massa matahari senilai materi berubah langsung menjadi energi. Angka yang mencengangkan ini telah menarik perhatian komunitas, dengan diskusi yang menyoroti betapa lemahnya gravitasi meskipun pelepasan energi yang sangat besar ini.
Gravitasi begitu lemah sehingga jumlah energi yang luar biasa itu hanya menghasilkan kontraksi relatif kurang dari 10^-20, atau sekitar lebar rambut dalam jarak dari Bumi ke Bulan.
Peristiwa ini terjadi sekitar 2,2 miliar parsec jauhnya dari Bumi, membuat deteksi ini semakin luar biasa mengingat distorsi kecil yang harus diukur oleh LIGO.
Detail Peristiwa GW231123
- Massa lubang hitam akhir: 225 massa matahari
- Massa komponen: ~100 dan ~140 massa matahari
- Energi yang dikonversi menjadi gelombang gravitasi: ~15 massa matahari
- Tanggal deteksi: 23 November 2023
- Jarak dari Bumi: 2,2 Gpc (miliar parsec)
- Kedua lubang hitam berputar mendekati maksimum yang diizinkan oleh relativitas umum
Berputar di Tepi Fisika
Yang membuat penemuan ini sangat menarik adalah bahwa kedua lubang hitam berputar pada tingkat hampir maksimum yang diizinkan oleh relativitas umum Einstein. Rotasi ekstrem ini menciptakan dinamika kompleks yang mendorong model teoritis saat ini hingga batasnya. Putaran cepat juga mengubah bentuk horizon peristiwa lubang hitam dari bola sempurna menjadi bentuk yang lebih pipih, menambah lapisan kompleksitas pada sinyal gelombang gravitasi.
Diskusi komunitas mengungkapkan ketertarikan dengan bagaimana raksasa berputar ini bergabung, dengan beberapa membandingkan prosesnya dengan tetesan air yang bergabung, meskipun fisika yang terlibat jauh lebih eksotis. Proses penggabungan itu sendiri kemungkinan menciptakan distorsi sementara berbentuk kacang sebelum menetap menjadi bentuk bola akhir.
Misteri Pembentukan Semakin Dalam
Mungkin aspek paling membingungkan dari penemuan ini adalah bagaimana lubang hitam yang begitu masif bisa ada sama sekali. Model standar evolusi bintang menunjukkan bahwa lubang hitam dengan ukuran ini seharusnya tidak terbentuk melalui keruntuhan bintang normal. Hal ini telah membuat para ilmuwan mengusulkan bahwa raksasa-raksasa ini mungkin merupakan hasil dari penggabungan sebelumnya antara lubang hitam yang lebih kecil, menciptakan semacam proses pembentukan hierarkis.
Deteksi ini menambah bukti yang semakin kuat bahwa pemahaman kita tentang pembentukan lubang hitam memerlukan revisi signifikan, terutama untuk objek-objek dalam apa yang disebut ilmuwan sebagai celah massa - ukuran yang tampaknya terlalu besar untuk keruntuhan bintang tetapi terlalu kecil untuk pembentukan primordial.
Pencapaian Deteksi LIGO
- Deteksi pertama (2015): lubang hitam akhir bermassa 62 massa matahari
- Rekor sebelumnya ( GW190521 , 2021): lubang hitam akhir bermassa 140 massa matahari
- Rekor saat ini ( GW231123 , 2023): lubang hitam akhir bermassa 225 massa matahari
- Total deteksi sejak 2015: ~300 penggabungan lubang hitam
- Deteksi putaran observasi keempat: 200+ penggabungan lubang hitam
Kekhawatiran Anggaran Mengancam Penemuan Masa Depan
Sambil merayakan terobosan ini, komunitas menghadapi ketidakpastian tentang pengamatan masa depan. Usulan pemotongan anggaran berpotensi menutup salah satu dari dua observatorium LIGO di AS, yang akan sangat berdampak pada kemampuan untuk menemukan peristiwa masa depan dan mengurangi sensitivitas deteksi. Usulan anggaran NSF saat ini mencakup pengurangan 23% yang dapat mempengaruhi penelitian gelombang gravitasi tepat ketika memasuki fase paling produktifnya.
Kekhawatiran waktu ini sangat akut mengingat bahwa LIGO telah mendeteksi lebih dari 200 penggabungan lubang hitam dalam siklus pengamatan saat ini saja, dengan setiap deteksi memberikan wawasan baru tentang fenomena paling ekstrem di alam semesta. Potensi kehilangan kemampuan deteksi akan menjadi kemunduran signifikan bagi astronomi gelombang gravitasi pada momen krusial dalam pengembangannya.
Referensi: LIGO Detects Most Massive Black Hole Merger to Date