Lubang hitam di pusat galaksi

Sagittarius A*, di pusat Bima Sakti, memiliki massa sekitar 4 juta kali massa Matahari.

Massa gelap di pusat galaksi

NASA menyatakan bahwa sebagian besar galaksi besar memiliki lubang hitam supermasif di pusatnya, sebagian bermassa miliaran kali massa Matahari. Lubang hitam adalah daerah tempat materi termampatkan begitu rapat sehingga tidak ada apa pun, bahkan cahaya, yang dapat lolos dari dalam batas yang disebut horizon peristiwa. Jari-jari batas itu bertambah sebanding dengan massanya. Untuk satu massa Matahari, jari-jarinya sekitar 3 km. Untuk lubang hitam pusat Bima Sakti, Sagittarius A* (dibaca "Sagittarius A-star"), yang bermassa sekitar 4 juta massa Matahari, hasilnya sekitar 12 juta km, kira-kira 17 kali jari-jari Matahari dan jauh di dalam orbit Merkurius.

Bagaimana kita menimbang sesuatu yang tidak memancarkan cahaya? Dengan mengamati benda yang bergerak di sekitarnya. Selama puluhan tahun, dua kelompok peneliti, satu di Jerman dan satu di Amerika Serikat, melacak bintang-bintang yang mengorbit sangat dekat dengan pusat galaksi melalui cahaya inframerah, yang dapat menembus debu. Satu bintang, bernama S2, mengelilingi pusat dalam sekitar 16 tahun. Penerapan hukum Kepler pada orbit-orbit itu menghasilkan massa yang terkandung di dalamnya, sekitar 4 juta Matahari dalam daerah yang terlalu kecil untuk berupa apa pun selain lubang hitam. Penelitian tersebut mendapat penghargaan Nobel Fisika 2020.

Citra bayangan

Lubang hitam sendiri gelap, tetapi gas panas yang berputar di sekitarnya berpijar. Event Horizon Telescope menghubungkan antena radio di seluruh dunia menjadi teleskop virtual seukuran Bumi. Pada 2019, timnya merilis citra pertama siluet lubang hitam, yaitu yang berada di pusat galaksi elips raksasa M87, berjarak sekitar 53 juta tahun cahaya menurut JPL. Pada 2022, timnya merilis citra Sagittarius A*, yang menurut JPL berjarak lebih dari 26 000 tahun cahaya dengan massa 4 juta Matahari. Kedua citra menunjukkan pusat gelap di dalam cincin terang. Citra Sagittarius A* hanya membentang sekitar 50 mikrodetik busur, yang dibandingkan JPL dengan sekitar 1/13 dari sepermiliar seluruh langit.

Tenang dan aktif

Sagittarius A* kini tenang: hanya sedikit gas yang jatuh ke dalamnya, sehingga cahayanya redup. NASA mencatat bahwa Bima Sakti saat ini bukan galaksi aktif, meskipun kemungkinan pernah mengalami lonjakan aktivitas dalam beberapa juta tahun terakhir. Dalam galaksi aktif, lubang hitam pusat menelan banyak gas, yang memanas dalam cakram dan dapat bersinar lebih terang daripada seluruh bintang galaksi itu. Yang paling cemerlang disebut kuasar. NASA menyebut lebih dari satu juta kuasar telah diidentifikasi; yang terdekat, Markarian 231, berjarak sekitar 600 juta tahun cahaya, dan yang terjauh yang diketahui berjarak sekitar 13 miliar tahun cahaya. Karena cahaya memerlukan waktu untuk tiba, kuasar jauh menunjukkan lubang hitam sebagaimana keadaannya miliaran tahun lalu.