3 hours ago
1
Ilustrasi TDE parsial yang terdiri dari bintang yang lewat dan dilahap oleh lubang hitam supermasif(Robert Lea (dibuat dengan Canva))
FENOMENA astronomi yang dikenal sebagai repeating partial tidal disruption event (rpTDE) kerap memperlihatkan pola unik. Ketika sebuah bintang melintas dekat lubang hitam supermasif tanpa hancur sepenuhnya, gravitasi ekstrem lubang hitam akan mengikis sebagian materi bintang tersebut. Proses ini memicu semburan cahaya (flare) terang. Namun, dari sekitar 10 sistem rpTDE yang terdeteksi, empat di antaranya menunjukkan pola aneh: semburan cahaya tersebut makin meredup pada setiap putaran orbit.
Penelitian terbaru dari tim astrofisikawan Syracuse University yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal berhasil memecahkan teka-teki yang telah membingungkan para ilmuwan selama dua tahun ini. Kuncinya terletak pada kecepatan rotasi awal bintang dan peristiwa terpisahnya sistem bintang ganda (biner).
Struktur Bintang dan Kecepatan Rotasi
Jumlah materi yang terkikis dari bintang sebenarnya bergantung pada struktur internalnya. Peneliti Ananya Bandopadhyay mengumpamakan bintang bermassa rendah seperti meringue yang lembut sehingga sangat rentan terhadap gaya pasang surut lubang hitam. Sebaliknya, bintang bermassa tinggi memiliki struktur menyerupai bawang merah dengan inti padat. Saat mengorbit lubang hitam, lapisan luar bintang bermassa tinggi ini terkelupas, sedangkan intinya tetap bertahan.
Meskipun materi yang terkikis makin berkurang, simulasi sebelumnya memperkirakan bahwa semburan cahaya seharusnya tetap terang. Hal ini terjadi karena gravitasi lubang hitam biasanya memberikan torsi yang membuat bintang berputar lebih cepat pada setiap perlintasan, sehingga materi yang terlepas kembali jatuh ke lubang hitam dalam rentang waktu yang lebih singkat.
Namun, jika bintang tersebut sudah berputar sangat cepat sejak awal sebelum bertemu lubang hitam, efek dorongan rotasi dari lubang hitam tidak akan berpengaruh signifikan. Tanpa percepatan rotasi tambahan, interval waktu jatuhnya materi tetap konstan. Akibatnya, seiring berkurangnya materi yang terkelupas, puncak kecerahan semburan cahaya pun otomatis meredup.
Fenomena Penangkapan Hills
Bagaimana bintang tersebut bisa berputar sangat cepat sejak awal? Para peneliti menjelaskan bahwa sebagian besar bintang di alam semesta tidak hidup sendiri, melainkan berpasangan dalam sistem biner.
Ketika pasangan bintang ini mendekati lubang hitam supermasif, gravitasi ekstrem akan memisahkan keduanya melalui proses yang disebut penangkapan Hills (*Hills capture*). Salah satu bintang terlempar keluar dari galaksi, sementara bintang sisanya terperangkap dalam orbit rapat di sekeliling lubang hitam.
"Penelitian ini menunjukkan bahwa setiap keanehan ini dapat dijelaskan oleh fenomena mendasar yang sama: hancurnya sistem biner akibat gaya pasang surut dan penangkapan salah satu bintangnya," jelas anggota tim peneliti Eric Coughlin dari Syracuse University.
Sistem bintang biner yang saling mengorbit secara rapat umumnya mengalami penguncian pasang surut (tidal locking), yang membuat masing-masing bintang berputar sangat cepat pada porosnya. Ketika terperangkap oleh lubang hitam, bintang tersebut membawa kecepatan rotasi tinggi itu, yang pada akhirnya memicu fenomena redupnya semburan cahaya.
Temuan ini tidak hanya menjelaskan misteri redupnya semburan rpTDE, tetapi juga dapat memberikan petunjuk mengenai asal-usul bintang-bintang berkecepatan tinggi yang saat ini mengorbit Sagittarius A*, lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti. (Space/Z-2)
