Dunia fisika: lubang hitam menghancurkan gugus bola

Biasanya, beberapa ratus ribu bintang padat dalam gugus bola, tetapi ada pengecualian: misalnya, ada juga gugus bola yang membengkak dengan hanya beberapa puluh ribu bintang, seringkali dengan ekor tambahan. Simulasi komputer baru sekarang memberikan penjelasan yang mungkin untuk gugus bintang yang sebelumnya membingungkan ini. Agaknya, mereka dihancurkan dari dalam oleh sejumlah besar lubang hitam. Inilah nasib yang bisa dihadapi oleh sebagian besar gugus bola, menurut para ilmuwan di jurnal “Nature Astronomy”.

Para astronom mengetahui sekitar 150 gugus bola di halo – ruang bulat di sekitar Bima Sakti kita. Sekitar sepersepuluh dari mereka membengkak luar biasa, seperti Palomar 5. Gugus bola hanya berisi sepuluh ribu bintang dan memiliki dua ekor yang memanjang lebih dari 20 derajat melintasi langit. Sampai saat ini, para astronom menduga bahwa jalur yang sangat kuat melalui pusat galaksi Kekuatan pasang surut bekerja pada gugus bola. Ini kemudian akan merobek sebagian besar bintangnya dari gugus bola, yang akan memiliki efek mendistribusikan beberapa dari mereka di depan dan di belakang gugusan ekor.

Tapi pernyataan ini tidak bisa lagi bertahan, kata Mark Gieles dari University of Barcelona dan rekan-rekannya. “Dalam kasus beberapa gugus bola yang telah melewati medan pasang surut yang kuat dari pusat galaksi, hanya gangguan kecil dan tidak ada ekor yang dapat dideteksi,” tulis para astrofisikawan. Jadi pasti ada penyebab lain. Untuk melacak ini, Gieles dan rekan-rekannya melakukan simulasi ekstensif pergerakan bintang di gugus bola, menggunakan Palomar 5 sebagai model.

Selain dinamika, para astronom juga memperhitungkan dalam simulasi mereka – dan inilah yang baru – perkembangan bintang menjadi supernova dan lubang hitam. Ternyata lubang hitam dapat memainkan peran yang sangat penting dalam evolusi gugus bintang. Sebagian besar lubang hitam yang terbentuk setelah supernova “ditendang” karena asimetri ledakan sebelumnya, yang mendorongnya keluar dari gugus bola. Namun, ini tidak berlaku untuk bintang yang sangat masif. Karena di sini dampaknya tidak cukup, sehingga lubang hitam tetap berada di gugus bintang dan, pada gilirannya, terus-menerus melontarkan bintang-bintang dari gugus karena gravitasinya yang tinggi.

Dengan cara ini, gugus bintang kehilangan sebagian besar bintangnya selama miliaran tahun, membengkak karena massa yang berkurang, dan selanjutnya membentuk ekor bintang yang terlontar. Dalam waktu sekitar satu miliar tahun, Palomar 5, menurut para peneliti, bisa jadi benar-benar hancur sebagai hasilnya. Yang tersisa hanyalah sekelompok beberapa ribu lubang hitam – dan aliran bintang di sepanjang orbit gugus bintang sebelumnya melalui halo galaksi. Gieles dan rekan-rekannya memperkirakan bahwa peluruhan gugus bola pasti telah menciptakan sekitar 20 arus bintang seperti itu. Dan faktanya, para astronom sudah mengetahui sekitar tiga puluh aliran bintang di halo galaksi, yang asal-usulnya masih belum diketahui – oleh karena itu mereka bisa menjadi sisa-sisa gugus bola.