Satu lubang hitam yang sepenuhnya baru mungkin bersembunyi di alam semesta, dan ini mungkin jauh lebih lama daripada apa yang ditemui oleh para saintis sebelum ini, menurut penemuan baru.
Lubang hitam adalah benda angkasa yang besar yang memakan semua yang terlalu dekat; walaupun cahaya dapat melarikan diri daripada genggaman graviti yang kuat lubang hitam. Pencarian untuk lubang hitam, kecil dan besar - seperti yang supermassive yang duduk di tengah-tengah galaksi yang paling, termasuk kita sendiri - membantu penyelidik menyusun bagaimana alam semesta berfungsi dan mencipta naratif untuk kehidupan dan kematian bintang.
Itu kerana lubang hitam adalah mayat yang pernah menjadi bintang-bintang besar yang mengalami kematian letupan, akhirnya runtuh pada diri mereka sendiri. Kematian letupan dan keruntuhan bintang seterusnya boleh membentuk dua objek yang berbeza. Jika bintang asal cukup besar, letupan ini akan menghasilkan lubang hitam, tetapi jika tidak, mayat itu akan membentuk sebuah objek yang kecil dan padat yang dikenali sebagai bintang neutron.
Ahli astronomi biasanya mencari lubang hitam di galaksi kita sendiri dengan mengukur X-ray yang dipancarkan apabila lubang hitam menyerap bahan dari bintang-bintang yang berdekatan. Dalam galaksi jauh, di sisi lain, para penyelidik mencari gelombang graviti yang dihasilkan oleh penggabungan dua lubang hitam atau dari pelanggaran bintang neutron.
Tetapi sekumpulan penyelidik bertanya-tanya sama ada terdapat lubang hitam yang agak rendah yang tidak memancarkan isyarat sinaran X-ray lubang hitam yang lain. Lubang hitam hipotesis sedemikian mungkin akan wujud dalam sistem perduaan dengan bintang lain, walaupun mereka akan mengorbit jauh jauh dari bintang ini bahawa mereka tidak akan makan banyak dari sahabat mereka; Oleh itu, para penyelidik menduga, lubang hitam kecil ini tidak akan melepaskan X-ray yang dapat dikesan dan tidak dapat dilihat oleh para astronom, kata Todd Thompson, profesor astronomi di The Ohio State University dan penulis utama kajian yang membentangkan penemuan baru.
"Kami yakin pasti terdapat banyak lubang hitam dalam sistem binari dengan bintang-bintang di sana di dalam galaksi, hanya kerana kami tidak menemui mereka kerana mereka sukar dicari," kata Thompson kepada Live Science. Tetapi "selalu menarik untuk mencari sesuatu yang tidak dapat dilihat."
Thompson dan rakan-rakannya mencari keterangan mengenai lubang hitam ini pada sahabat bintang objek yang dicadangkan itu. Penyelidik menyusun data dari Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE) yang mempunyai maklumat tentang spektrum cahaya - pelbagai panjang gelombang tenaga yang dihasilkan oleh objek - dari lebih dari 100,000 bintang dalam galaksi kita.
Maklumat dari kaji selidik ini menunjukkan perubahan spektrum, atau panjang gelombang cahaya, dari setiap bintang tersebut. Jika para penyelidik melihat sebarang perubahan dalam spektrum ini - pergeseran ke arah panjang gelombang bluer atau peralihan kepada panjang gelombang redder, sebagai contoh - ini boleh bermakna bahawa bintang tertentu mengorbit seorang teman yang tidak kelihatan. Setelah melakukan analisis ini, para penyelidik melihat perubahan kecerahan dari subset bintang yang dapat mengorbit lubang hitam, menggunakan data dari survei lain yang disebut All-Sky Automated Survey untuk Supernovae (ASAS-SN). Mereka mencari bintang-bintang yang cerah dan redup sementara juga beralih-merah dan memindahkan biru.
Itulah bagaimana para penyelidik menemui objek gelap besar yang terkunci dalam pelukan graviti dengan bintang gergasi berputar cepat sekitar 10,000 tahun cahaya jauh di galaksi yang jauh, berhampiran buruj Auriga. Para penyelidik menganggarkan jisim objek ini sekitar 3,3 kali dari matahari kita, terlalu besar untuk menjadi bintang neutron dan tidak cukup besar berbanding dengan lubang hitam yang diketahui.
Bintang neutron yang paling besar yang diketahui para saintis adalah 2.1 kali ganda jisim matahari kita, sedangkan lubang hitam yang paling besar diketahui ialah kira-kira lima hingga enam kali jisim matahari kita, kata Thompson. Walaubagaimanapun, sempadan jisim yang lebih rendah di bahagian objek yang baru dijumpai - jisim terendah objek ini boleh - adalah 2.6 kali jisim matahari kita, yang mana fikir ahli astronomi adalah had atas bagaimana bintang neutron yang besar dapat secara teoritis mendapatkan. Mana-mana yang lebih besar daripada itu, dan bintang neutron akan runtuh ke dalam lubang hitam.
Oleh itu, objek misterius yang gelap ini "boleh menjadi bintang neutron yang paling besar yang pernah dilihat," tepat di sempadan yang kemudiannya tidak dapat wujud, kata Thompson. "Saya sebenarnya akan lebih teruja jika itu benar." Tetapi lebih besar kemungkinannya, ia adalah hipotesa tetapi tidak dapat ditemui sebelum lubang hitam yang besar, katanya.
Dejan Stojkovic, seorang kosmologi dan profesor fizik di Universiti di Buffalo College of Arts and Sciences yang tidak terlibat dengan kajian itu, bersetuju. "Ini kemungkinan besar lubang hitam," kerana ia terlalu besar untuk menjadi bintang neutron, melainkan jika ia adalah sejenis bintang yang tidak biasa, Stojkovic memberitahu Live Science. "Penemuan bunyi yang sangat munasabah," tetapi tidak dijangka, kerana para astronom tahu bahawa lubang hitam jisim yang lebih rendah ada.
Thompson berkata, dia menantikan penemuan masa depan, seperti maklumat mengenai lekapan orbit bintang di sekeliling objek gelap bahawa kapal angkasa Gaia Agensi Angkasa Eropah berkumpul dalam misi yang akan datang. Ini dapat membantu penyelidik mengukur jisim objek gelap lebih tepat.
Penemuan itu diterbitkan semalam (31 Oktober) dalam jurnal Science.
