Untuk pertama kalinya, para astronom berhasil menyaksikan secara lengkap sebuah bintang raksasa yang gagal meledak sebagai supernova dan justru runtuh menjadi lubang hitam. Peristiwa langka ini memberikan gambaran paling jelas sejauh ini tentang bagaimana sebuah bintang masif bertransformasi menjadi lubang hitam—proses kosmik yang selama ini lebih banyak dipahami lewat teori ketimbang pengamatan langsung.
Penelitian yang dipublikasikan di jurnal Science ini memadukan data arsip selama lebih dari satu dekade dengan pengamatan terbaru dari berbagai teleskop darat dan luar angkasa. Hasilnya membuka bab baru dalam memahami misteri asal-usul lubang hitam.
**Kronologi Hilangnya Bintang Masif**
Bintang yang menjadi pusat perhatian ini bernama M31-2014-DS1, terletak sekitar 2,5 juta tahun cahaya dari Bumi di Galaksi Andromeda—tetangga terdekat Bima Sakti. Sejak 2005 hingga 2023, para peneliti menganalisis data dari proyek NEOWISE milik NASA serta berbagai teleskop lainnya.
Mereka menemukan pola yang tidak biasa:
– Pada 2014, cahaya inframerah bintang mulai meningkat
– Pada 2016, bintang tersebut meredup drastis dalam waktu kurang dari setahun
– Pada 2022–2023, bintang itu praktis menghilang dalam cahaya tampak dan inframerah-dekat—terang cahayanya tinggal sepersepuluh ribu dari semula
Kini, sisa cahayanya hanya terdeteksi dalam inframerah-menengah, dengan kecerlangan sekitar sepersepuluh dari kondisi awalnya.
“Bintang ini dulunya salah satu yang paling terang di Andromeda, lalu tiba-tiba tidak terlihat lagi,” kata Kishalay De, peneliti utama studi ini dari Flatiron Institute. Ia mengibaratkan, jika bintang Betelgeuse di langit kita tiba-tiba menghilang, dunia astronomi akan geger.
**Mekanisme Supernova yang Gagal**
Secara umum, bintang menghasilkan energi dengan menggabungkan hidrogen menjadi helium di intinya. Reaksi ini menciptakan tekanan ke luar yang menyeimbangkan gaya gravitasi yang menarik ke dalam.
Namun, ketika bintang yang massanya 10 kali atau lebih dari Matahari kehabisan bahan bakar, keseimbangan itu runtuh. Gravitasi mengambil alih dan inti bintang kolaps membentuk bintang neutron yang sangat padat.
Dalam banyak kasus, pelepasan partikel bernama neutrino memicu gelombang kejut dahsyat yang menghancurkan lapisan luar bintang dalam ledakan supernova spektakuler. Akan tetapi, pada kasus tertentu—seperti M31-2014-DS1—gelombang kejut itu gagal mendorong materi keluar.
Akibatnya, sebagian besar materi bintang justru jatuh kembali ke pusat dan membentuk lubang hitam.
“Kita sudah tahu hampir 50 tahun bahwa lubang hitam itu ada,” ujar De. “Tapi kita masih baru di tahap awal memahami bintang mana yang berubah menjadi lubang hitam dan bagaimana prosesnya.”
**Peran Krusial Konveksi dalam Proses Keruntuhan**
Temuan penting dari studi ini adalah peran konveksi, yaitu pergerakan gas akibat perbedaan suhu ekstrem di dalam bintang. Bagian inti bintang sangat panas, sementara lapisan luarnya jauh lebih dingin. Perbedaan ini membuat gas bergerak naik-turun secara turbulen.
Saat inti runtuh, lapisan luar masih bergerak cepat akibat konveksi tersebut. Model teoretis menunjukkan bahwa gerakan ini mencegah seluruh materi langsung jatuh ke lubang hitam.
Sebaliknya lapisan terdalam membentuk orbit di sekitar lubang hitam, lapisan terluar terdorong keluar secara perlahan, lalu materi yang terlempar mendingin dan membentuk debu kosmik.
Debu ini menyelimuti gas panas yang mengorbit lubang hitam, menyerap panas dan memancarkan cahaya inframerah. Inilah sebabnya bintang tampak “bersinar merah” dalam inframerah selama bertahun-tahun setelah menghilang dalam cahaya tampak.
**Proses Akresi yang Berlangsung Puluhan Tahun**
Menurut model yang dikembangkan Andrea Antoni, rekan penulis studi ini, laju materi yang jatuh ke lubang hitam jauh lebih lambat dibandingkan jika bintang runtuh total secara langsung. Alih-alih hanya memakan waktu beberapa bulan, proses akresi ini bisa berlangsung selama puluhan tahun.
Gas yang bergerak mengitari lubang hitam dianalogikan seperti air yang berputar di saluran pembuangan kamar mandi—tidak langsung jatuh lurus ke bawah, tetapi berputar terlebih dahulu.
Para peneliti memperkirakan hanya sekitar 1% dari gas selubung asli bintang yang akhirnya jatuh ke lubang hitam dan menghasilkan cahaya yang masih terdeteksi hingga kini.
**Kategori Baru Fenomena Kosmik**
Kasus M31-2014-DS1 ternyata bukan satu-satunya. Tim peneliti juga meninjau ulang bintang lain bernama NGC 6946-BH1, yang satu dekade lalu dikategorikan sebagai kandidat supernova gagal.
Kini, dengan pemahaman baru tentang konveksi dan pola redupnya cahaya, kedua objek tersebut tampak sebagai bagian dari kelas baru fenomena kosmik: failed supernova, atau supernova yang gagal.
Penemuan ini penting karena membantu menjawab pertanyaan besar dalam astrofisika: mengapa sebagian bintang masif meledak sebagai supernova terang, sementara yang lain runtuh diam-diam menjadi lubang hitam?
**Monitoring Jangka Panjang dengan Teleskop Canggih**
Kabar baiknya, kisah M31-2014-DS1 belum berakhir. Debu dan materi di sekitar lubang hitam muda itu diperkirakan masih akan memancarkan cahaya inframerah selama beberapa dekade ke depan.
Dengan teleskop sensitif seperti James Webb Space Telescope (JWST), para astronom dapat terus memantau evolusinya. Para peneliti meyakini bahwa objek ini bisa menjadi “tolok ukur” dalam memahami pembentukan lubang hitam dari bintang masif di alam semesta.
“Ini baru awal ceritanya,” kata De. Dan bagi dunia astronomi, setiap “permata penemuan” seperti ini adalah potongan penting dalam menyusun gambaran besar tentang bagaimana bintang lahir, hidup, dan akhirnya mati—kadang bukan dengan ledakan spektakuler, tetapi dengan keheningan yang perlahan membentuk salah
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: