Barangkali penemuan kosmologi modern terpenting adalah apa yang disebut dengan Black Hole (Lubang Hitam) yang menunjuk kepada bintang – bintang yang sangat berat massanya. Bintang merupakan entitas yang melewati fase pembentukan, kemudian ia membesar dan berkembang hingga sampai fase kematian. Dan Black Hole berada pada fase terakhir. Ketika volume bintang itu berkembang dengan skala yang besar, maka gravitasinya meningkat hingga batas – batas yang sangat besar, sehingga ia menarik segala sesuatu, hingga cahaya tidak bisa terlepas dari gravitasnya yang besar.
Black Hole /Lubang hitam adalah sebuah pemusatan massa yang cukup besar sehingga menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar. Gaya gravitasi yang sangat besar ini mencegah apa pun lolos darinya kecuali melalui perilaku terowongan kuantum. Medan gravitasi begitu kuat sehingga 8 kecepatan lepas di dekatnya mendekati kecepatan cahaya. Tak ada sesuatu, termasuk radiasi elektromagnetik yang dapat lolos dari gravitasinya, bahkan cahaya hanya dapat masuk tetapi tidak dapat keluar atau melewatinya, dari sini diperoleh kata “hitam”. Istilah “lubang hitam” telah tersebar luas, meskipun ia tidak menunjuk ke sebuah lubang dalam arti biasa, tetapi merupakan sebuah wilayah di angkasa di mana semua tidak dapat kembali. Secara teoritis, lubang hitam dapat memliki ukuran apa pun, dari mikroskopik sampai ke ukuran alam raya yang dapat diamati.
Karena itu, kita tidak mungkin melihat benda ini selama – lamanya karena ia sangat terssaljuyi. Dan karena itulah ia disebut Black Hole. Para ilmuwan menyatakan bahwa benda ini berjalan di alam semesta dengan kecepatan yang tinggi dan menarik setiap benda yang mendekatinya. Seandainya kita meminta para astronom untuk mendefinisikan mahluk yang menakjubkan ini secara ilmiah dan sesuai dengan penemuan mereka yang paling baru, maka mereka akan mengatakan:
- Black Hole adalah bintang yang berat massanya dan terssaljuyi sehingga tidak bisa dilihat.
- Makhluk ini berjalan dengan kecepatan mencapai puluhan ribu kilometer per detik.
- Black Hole menarik, menekan, dan membersihkan setiap sesuatu yang ditemuinya dalam perjalanannya.
Teori Lubang Hitam telah dikemukakan ratusan tahun lalu, pada tahun 1783, John Michell and Pierre-Simon Laplace, mencetuskan teori mengenai kemungkinan wujudnya sebuah Lubang Hitam setelah meneliti dan mengkaji teori gravitasi Isaac Newton. Mereka berpendapat jika obyek yang dilamparkan tegak lurus keatas, maka ia akan terlepas dari pengaruh gravitasi bumi setelah mencapai kecepatan 11 km perdetik, dan tentu ada planet atau bintang lain yang memiliki gravitasi yang lebih besar dari bumi.
Selanjutnya teori tersebut dikembangkan oleh astronom Jerman bernama Karl Schwarzschild, pada tahun 1916, dengan berdasar pada teori relativitas umum dari Albert Einstein, dan semakin dipopulerkan oleh Stephen William Hawking. Pada saat ini banyak astronom yang percaya bahwa hampir semua galaksi dialam semesta ini mengelilingi lubang hitam pada pusat galaksi.
Istilah Lubang Hitam pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli fisika Amerika Serikat pada tahun 1967 sehingga menjadi populer di dunia bahkan juga menjadi topik favorit para penulis fiksi ilmiah. Kita tidak dapat melihat lubang hitam akan tetapi kita bisa mendeteksi materi yang tertarik / tersedot ke arahnya. Dengan cara inilah, para astronom mempelajari dan mengidentifikasikan banyak lubang hitam di angkasa lewat observasi yang sangat hati – hati sehingga diperkirakan di angkasa dihiasi oleh jutaan lubang hitam.
Menurut teori evolusi bintang, Lubang Hitam berasal dari sejenis bintang biru yang memiliki suhu permukaan 25.000°C. Ketika pembakaran hidrogen di bintang biru yang memakan waktu 10 juta tahun selesai, maka ia akan menjadi bintang biru raksasa. Kemudian bintang itu menjadi dingin dan menjadi bintang merah. Dalam fase itulah, akibat tarikan gravitasinya sendiri, bintang merah mengalami ledakan dahsyat atau yang disebut dengan Supernova dan menghasilkan dua jenis bintang yaitu bintang Netron dan Lubang Hitam.
Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi yang teramat besar. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya bintang tersebut semula.
Supernova biasa terjadi dikarenakan habisnya usia suatu bintang. Saat bahan – bahan nuklir pada inti bintang telah habis, maka tidak akan dapat terjadi reaksi fusi nuklir yang merupakan penyokong hidup suatu bintang. Dan bila sudah tidak dapat dilakukan fusi nuklir ini, maka bintang akan mati dan melakukan supernova.
Berdasarkan pada garis spektrum pada supernova, maka didapatkan beberapa jenis supernova :
– Supernova Tipe Ia
Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.
– Supernova Tipe Ib/c
Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen ataupun Helium saat pengamatan.
– Supernova Tipe II
Pada supernova ini, ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.
– Hipernova
Supernova tipe ini melepaskan energi yang amat besar saat meledak. Energi ini jauh lebih besar dibandingkan energi saat supernova tipe yang lain terjadi.
Sedangkan berdasarkan pada sumber energi supernova, maka didapatkan jenis supernova sebagai berikut.
- Supernova Termonuklir (Thermonuclear Supernovae)
– Berasal dari bintang yang memiliki massa kecil
– Berasal dari bintang yang telah berevolusi lanjut
– Bintang yang meledak merupakan anggota dari sistem bintang ganda.
– Ledakan menghancurkan bintang tanpa sisa
– Energi ledakan berasal dari pembakaran Karbon (C) dan Oksigen (O)
- Supernova Runtuh-inti (Core-collapse Supernovae)
– Berasal dari bintang yang memiliki massa besar
– Berasal dari bintang yang memiliki selubung bintang yang besar dan masih membakar Hidrogen di dalamnya.
– Bintang yang meledak merupakan bintang tunggal (seperti Supernova Tipe II), dan bintang ganda (seperti supernova Tipe Ib/c)
– Ledakan bintang menghasilkan objek mampat berupa bintang neutron ataupun lubang hitam (black hole).
– Energi ledakan berasal dari tekanan
Suatu bintang yang telah habis masa hidupnya, biasanya akan melakukan supernova. Urutan kejadian terjadinya supernova adalah sebagai berikut.
Pembengkakan
Bintang membengkak karena mengirimkan inti Helium di dalamnya ke permukaan. Sehingga bintang akan menjadi sebuah bintang raksasa yang amat besar, dan berwarna merah. Di bagian dalamnya, inti bintang akan semakin meyusut. Dikarenakan penyusutan ini, maka bintang semakin panas dan padat.
Inti Besi
Saat semua bagian inti bintang telah hilang, dan yang tertinggal di dalam hanyalah unsur besi, maka kurang dari satu detik kemudian suatu bintang memasuki tahap akhir dari kehancurannya. Ini dikarenakan struktur nuklir besi yang terkandung dalam bintang tidak memungkinkan atom – atom dalam bintang untuk melakukan reaksi fusi untuk menjadi elemen yang lebih berat.
Peledakan
Pada tahap ini, suhu pada inti bintang semakin bertambah hingga mencapai 100 miliar derajat celcius. Kemudian energi dari inti ini ditransfer menyelimuti bintang yang kemudian meledak dan menyebarkan gelombang kejut. Saat gelombang ini menerpa material pada lapisan luar bintang, maka material tersebut menjadi panas. Pada suhu tertentu, material ini berfusi dan menjadi elemen-elemen baru dan isotop-isotop radioaktif.
Pelontaran
Gelombang kejut akan melontarkan material-material bintang ke ruang angkasa.
Ada satu bintang yang melakukan supernova di ruang angkasa tiap satu detik kehidupan di bumi. Hanya saja, untuk menemukan bintang yang akan melakukan supernova tersebut amatlah sulit. Banyak faktor yang memengaruhi dalam pengamatan supernova. Walaupun begitu, ada beberapa peristiwa supernova yang telah teramati oleh manusia, di antaranya:
Supernova 1994D
Dahulu kala, sebuah bintang meledak di tempat yang amat jauh dari bumi. Ledakan itu tampak seperti sebuah titik terang. Ini terjadi di bagian luar dari galaksi NGC 4526, dan dinamakan Supernova 1994D. Sinar yang dipancarkannya selama beberapa minggu setelah ledakan tersebut menunjukkan bahwa supernova tersebut merupakan Supernova Tipe Ia.
Supernova memiliki dampak bagi kehidupan di luar bintang tersebut, di antaranya:
Menghasilkan Logam
Pada inti bintang, terjadi reaksi fusi nuklir. Pada reaksi ini dilahirkan unsur – unsur yang lebih berat dari Hidrogen dan Helium. Saat supernova terjadi, unsur – unsur ini dilontarkan keluar bintang dan memperkaya awan antar bintang di sekitarnya dengan unsur – unsur berat.
Menciptakan Kehidupan di Alam Semesta
Supernova melontarkan unsur – unsur tertentu ke ruang angkasa. Unsur – unsur ini kemudian berpindah ke bagian – bagian lain yang jauh dari bintang yang meledak tersebut. Diasumsikan bahwa unsur atau materi tersebut kemudian bergabung membentuk suatu bintang baru atau bahkan planet di alam semesta.
Pengamatan dari teleskop sinar-X ruang angkasa selama lebih dari satu dekade menunjukkan tarikan kekuatan gravitasi Lubang Hitam menyebabkan banyak bintang hancur dan ditelan olehnya. Para ahli astronomi sudah berhasil mengamati bagaimana proses Lubang Hitam menyedot gas yang beterbangan disekitarnya. Gas yang disedot itu menjadi panas sehingga memancarkan radiasi dalam berbagai panjang gelombang, mulai dari gelombang radio hingga gelombang sinar-X.
Kesempatan yang paling baik untuk mendeteksinya, diakui para ahli, adalah bila ia merupakan bintang ganda (dua bintang yang berevolusi dan saling mengelilingi). Lubang hitam akan menyedot semua materi dan gas – gas hasil ledakan termonuklir bintang di sekitarnya. Dari gesekan internal, gas – gas yang tersedot itu akan menjadi sangat panas (hingga 2 juta derajat) dan memancarkan sinar-X. Dari sinar-X inilah para ahli memulai langkah untuk menjejak lubang hitam.
P ada 12 Desember 1970, AS meluncurkan satelit astronomi kecil (Small Astronomical Satellite *SAS) pendeteksi sinar-X di kosmis bernama Uhuru dari lepas pantai Kenya. Dari hasil pengamatannya didapatkan bahwa sebuah bintang maha raksasa biru, yakni HDE226868 yang terletak dalam konstelasi Cygnus (8.000 tahun cahaya dari bumi) mempunyai pasangan bintang Cygnus X-1, yang tidak dapat dideteksi secara langsung.
Cygnus X-1 menampakkan orbitnya berupa gas – gas hasil ledakan termonuklir HDE226868 yang bergerak membentuk sebuah cakram. Cygnus X-1 diperhitungkan berukuran lebih kecil dari Bumi, tapi memiliki massa enam kali lebih besar dari massa matahari. Bintang redup ini telah diyakini para ilmuwan sebagai lubang hitam. Selain Cygnus X-1, Uhuru juga mendapatkan sumber sinar-X kosmis, yakni Cygnus X-3 dalam konstelasi Centaurus dan Lupus X-1 dalam konstelasi bintang Lupus. Dua yang disebut terakhir belum dipastikan sebagai lubang hitam, termasuk 339 sumber sinar-X lainnya yang dideteksi selama 2,5 tahun masa operasi Uhuru.
Eksplorasi sumber sinar-X di kosmis masih dilanjutkan oleh satelit HEAO (High Energy Astronomical Observatory) atau Einstein Observatory tahun 1978. Satelit ini menemukan bintang ganda yang lain dalam konstelasi Circinus, yakni Circinus X-1 serta V861 Scorpi dan GX339-4 dalam konstelasi bintang Scorpius.
Pada tahun 1999, dengan biaya sebesar 2,8 milyar dollar, AS meluncurkan teleskop Chandra, guna menyingkap misteri tentang Black Hole atau Lubang Hitam. The Chandra X-ray Observatory sepanjang 45 kaki milik NASA ini telah berhasil membuat ratusan gambar resolusi tinggi dan menangkap adanya lompatan – lompatan sinar-X dari pusat galaksi Bima Sakti berjarak 24.000 tahun cahaya dari Bumi. Mencengangkan, karena bila memang benar demikian (lompatan sinar-X itu) menunjukkan adanya sebuah lubang hitam di jantung Bima Sakti, maka teori Albert Einstein kembali benar. Ia menyatakan, bahwa di jantung setiap galaksi terdapat lubang hitam.
Berdasarkan pengamatan para ahli astronomi dari Max Planck Institute Extraterrestrial Pysics, Jerman, mereka pernah menyaksikan adanya sebuah bintang yang mendekati sebuah Lubang Hitam raksasa dan akhirnya lenyap ditelan. Lubang Hitam yang berhasil disaksikan para astronom tersebut berada di pusat galaksi RX J1242-11 yang berjarak 700 juta tahun cahaya dari bumi. Bintang yang tertelan oleh Lubang Hitam itu mempunyai ukuran sebesar Matahari sistem tata surya kita.
Bintang tersebut hancur sedikit demi sedikit dan ditarik ke Lubang Hitam selama beberapa hari. Pada tahap awal ia kehilangan gas – gas yang berada disekelilingnya. Setelah itu bintang tersebut menjadi jauh lebih panas jutaan derajat celcius dan akhirnya ditelan oleh Lubang Hitam. Dalam proses itu ia melepaskan tenaga yang sangat kuat yaitu setara dengan tenaga yang dihasilkan pada ledakan Supernova.
Para ahli astronomi dapat memperkirakan kedudukan Lubang Hitam dengan cara memperhatikan cahaya disekitar bintang ataupun gas di angkasa. Apabila suatu tempat diangkasa luar tidak ditemui cahaya tetapi disekitarnya terdapat banyak obyek – obyek angkasa menuju ke satu titik dengan kecepatan tinggi sebelum akhirnya menghilang, maka titik tersebut tak lain adalah Lubang Hitam.
(eramuslim, telegraph, wikipedia)
Angel's 