Jejak gas panas yang membentang sepanjang 26 tahun cahaya di galaksi tetangga Bima Sakti akhirnya memberi jawaban atas teka-teki lama tentang salah satu sumber semburan sinar gamma paling terang yang dikenal astronom. Jejak itu mengarah pada sebuah mekanisme yang selama ini hanya menjadi salah satu dari dua penjelasan yang bersaing: semburan partikel dari mikrokuasar, versi mini dari kuasar yang ditenagai lubang hitam atau bintang neutron.
Objek yang dimaksud bernama LMC P3, sebuah sistem bintang ganda di Awan Magellan Besar, galaksi katai satelit Bima Sakti yang berjarak sekitar 163.000 tahun cahaya dari Bumi. Sistem ini pertama kali ditemukan pada 2016 sebagai sistem bintang ganda pemancar sinar gamma di luar galaksi kita, dan hingga kini tercatat sebagai yang paling bercahaya dalam sinar gamma, sinar-X, gelombang radio, maupun cahaya tampak. Sejak penemuannya, asal pancaran sinar gamma yang luar biasa kuat itu terus menjadi pertanyaan terbuka.
LMC P3 terdiri dari sebuah objek padat, entah lubang hitam atau bintang neutron, yang mengorbit bersama sebuah bintang masif bermassa lebih dari 30 kali massa Matahari. Keduanya menyelesaikan satu putaran orbit dalam waktu sekitar 10 hari. Sistem ini berada di dalam DEM L241, sisa supernova yang menjadi kuburan dari ledakan bintang yang dulu melahirkan objek padat tersebut. Awan Magellan Besar sendiri memberi keuntungan besar bagi pengamatan, karena tidak seperti arah pusat Bima Sakti yang tertutup debu, galaksi tetangga ini menyajikan pemandangan yang relatif tidak terhalang.
Petunjuk penentu justru datang dari ujung spektrum yang berlawanan dengan sinar gamma, yakni gelombang radio. Sejak 2022, tim astronom yang dipimpin peneliti dari Universitas Nagoya dan Universitas Gifu di Jepang mengamati DEM L241 dan LMC P3 dengan Observatorium ALMA di Cile, salah satu teleskop radio terbesar di dunia. Mereka memakai pita 6 dan 7 ALMA untuk mengukur emisi karbon monoksida dari gas molekuler dingin di sekitarnya, pada panjang gelombang sekitar 1,3 milimeter dan 0,87 milimeter, sehingga struktur, gerak, dan suhu gas bisa diperkirakan.
Hasilnya mengejutkan. Para peneliti menemukan jejak gas molekuler yang lurus dan sempit, membentang sekitar 26 tahun cahaya dengan lebar sekitar tiga tahun cahaya. Gas di jejak itu memang masih sangat dingin menurut ukuran sehari-hari, tetapi suhunya jauh lebih tinggi daripada gas di sekitarnya: 35 hingga 60 kelvin, berbanding 15 kelvin untuk gas sekelilingnya. Ketua tim, Yasuo Fukui, profesor emeritus Universitas Nagoya, menyebut temuan itu sebagai bukti yang sangat kuat bahwa gas tersebut berinteraksi dengan semburan berenergi tinggi dari objek padat, tepat jenis semburan yang juga mampu menghasilkan sinar gamma LMC P3.
Temuan ini memperkuat penjelasan mikrokuasar atas dua teori yang selama ini bersaing. Teori lainnya, angin pulsar, mengandaikan objek padat itu adalah pulsar, bintang neutron yang berputar cepat dan menghembuskan angin partikel energetik yang bertabrakan dengan angin bintang pendampingnya, menciptakan gelombang kejut yang mempercepat partikel hingga menghasilkan sinar gamma. Namun jejak gas yang lurus dan panas itu lebih cocok dengan mekanisme mirip kuasar: objek padat menarik materi dari bintang pendampingnya hingga membentuk piringan akresi, lalu melontarkan semburan partikel berkecepatan tinggi. Karena kuasar sendiri ditenagai lubang hitam supermasif di pusat galaksi jauh, versi kecilnya pada skala bintang ini disebut mikrokuasar.
Petunjuk tambahan mengarah pada identitas objek padat itu. Karena lubang hitam mendorong semburan yang lebih kuat daripada bintang neutron, dan pancaran sinar gamma LMC P3 tergolong sangat tinggi, Fukui menilai temuan ini memberi dukungan yang sangat kuat bagi kemungkinan objek pusatnya adalah lubang hitam, bukan bintang neutron. Studi ini ditulis bersama Bhuvana Gadikere Rajendra dan Kisetsu Tsuge dari Institut Studi Lanjutan Universitas Gifu serta Hidetoshi Sano dari Sekolah Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Alam dan Teknologi universitas yang sama, dan diterbitkan di jurnal The Astrophysical Journal Letters.
Dengan jejak gas ini, misteri yang menggantung sejak 2016 itu kini punya bukti pengamatan yang jauh lebih kokoh. Astronom tidak lagi hanya menebak dari pancaran sinar gamma semata, melainkan bisa menunjuk bekas fisik yang ditinggalkan semburan itu di awan gas sekitarnya.
Apa poin penting dari berita ini?
- Jejak gas panas sepanjang 26 tahun cahaya dan lebar tiga tahun cahaya ditemukan di sekitar sistem bintang ganda LMC P3 di Awan Magellan Besar, sekitar 163.000 tahun cahaya dari Bumi.
- LMC P3 ditemukan pada 2016 sebagai sistem bintang ganda pemancar sinar gamma pertama di luar galaksi kita dan yang paling bercahaya dalam sinar gamma, sinar-X, gelombang radio, dan cahaya tampak.
- Pengamatan ALMA sejak 2022 oleh tim Universitas Nagoya dan Universitas Gifu menunjukkan gas jejak itu bersuhu 35 hingga 60 kelvin, jauh lebih panas daripada gas sekitarnya yang bersuhu 15 kelvin.
- Jejak gas itu memperkuat penjelasan mikrokuasar atas pancaran sinar gamma LMC P3, mengalahkan teori angin pulsar, dan memberi dukungan kuat bahwa objek pusatnya adalah lubang hitam, bukan bintang neutron.
