Lubang hitam pertama yang pernah ditemukan ternyata lebih masif dari perkiraan sebelumnya

Lubang hitam pertama yang pernah ditemukan masih menyimpan beberapa kejutan.Pengamatan baru dari pasangan bintang-lubang hitam yang disebut Cygnus X-1 menunjukkan bahwa lubang hitam memiliki berat sekitar 21 kali berat matahari - hampir 1,5 kali lebih berat dari perkiraan sebelumnya. Massa yang diperbarui membuat para astronom memikirkan kembali bagaimana beberapa bintang pembentuk lubang hitam berevolusi. Agar lubang hitam seukuran bintang, atau bintang, yang masif ada di Bima Sakti, bintang induknya pasti melepaskan lebih sedikit massa melalui angin bintang daripada yang diharapkan, para peneliti melaporkan secara online 18 Februari di Science .
Mengetahui berapa banyak massa bintang yang hilang melalui angin bintang selama masa hidupnya penting untuk memahami bagaimana bintang-bintang ini memperkaya lingkungannya dengan unsur-unsur berat. Ini juga merupakan kunci untuk memahami massa dan komposisi bintang-bintang tersebut saat mereka meledak dan meninggalkan lubang hitam.
Pengukuran massa Cygnus X-1 yang diperbarui adalah "perubahan besar ke favorit lama," kata Tana Joseph, astronom di Universitas Amsterdam yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Stephen Hawking terkenal bertaruh fisikawan Kip Thorne bahwa sistem Cygnus X-1, yang ditemukan pada tahun 1964, tidak termasuk lubang hitam - dan mengakui taruhannya pada tahun 1990, ketika para ilmuwan telah secara luas menerima bahwa Cygnus X-1 berisi lubang hitam pertama yang diketahui di alam semesta.Para astronom mendapatkan tampilan baru di Cygnus X-1 menggunakan Very Long Baseline Array, atau VLBA. Jaringan 10 piringan radio ini membentang di seluruh Amerika Serikat, dari Hawaii sampai Kepulauan Virgin, secara kolektif membentuk piringan radio seukuran benua. Pada tahun 2016, VLBA melacak semburan materi radio-terang yang dimuntahkan dari lubang hitam Cygnus X-1 selama enam hari (waktu yang dibutuhkan lubang hitam dan bintang pendampingnya untuk mengorbit satu sama lain sekali). Pengamatan tersebut menawarkan pandangan yang jelas tentang bagaimana posisi lubang hitam di luar angkasa bergeser selama orbitnya. Itu, pada gilirannya, membantu para peneliti memperbaiki perkiraan jarak ke Cygnus X-1.

Pengamatan baru menunjukkan bahwa Cygnus X-1 berjarak sekitar 7.200 tahun cahaya dari Bumi, daripada perkiraan sebelumnya sekitar 6.000 tahun cahaya. Ini menyiratkan bahwa bintang di Cygnus X-1 bahkan lebih terang, dan karenanya lebih besar, dari yang diperkirakan para astronom. Bintang itu memiliki berat sekitar 40,6 matahari, para peneliti memperkirakan. Lubang hitam juga harus lebih masif untuk menjelaskan tarikan gravitasinya pada bintang yang begitu masif. Lubang hitam tersebut memiliki berat sekitar 21,2 kali matahari - jauh lebih berat dari perkiraan sebelumnya yang memiliki massa 14,8 massa Matahari, kata para ilmuwan. 
Pengukuran massa baru untuk lubang hitam Cygnus X-1 begitu besar sehingga menantang pemahaman astronom tentang bintang masif yang runtuh untuk membentuk lubang hitam, kata rekan penulis studi Ilya Mandel, astrofisikawan di Monash University di Melbourne, Australia.
“Kadang-kadang bintang lahir dengan massa yang cukup tinggi - ada pengamatan tentang bintang yang lahir dengan massa lebih dari 100 massa matahari,” kata Mandel. Tapi bintang yang begitu besar diperkirakan akan kehilangan sebagian besar bobotnya melalui angin bintang sebelum berubah menjadi lubang hitam. Semakin besar bintang dan semakin berat unsur-unsur yang dikandungnya, semakin kuat angin bintangnya. Jadi di galaksi yang kaya unsur berat seperti Bima Sakti, bintang-bintang besar - tidak peduli massa awalnya - seharusnya menyusut menjadi sekitar 15 kali massa matahari sebelum runtuh menjadi lubang hitam.
Lubang hitam bermassa 21-solar milik Cygnus X-1 merongrong gagasan itu.Detektor gelombang gravitasi LIGO dan Virgo telah menemukan lubang hitam dengan berat puluhan massa matahari di galaksi lain ( SN: 1/21/21 ). Tapi itu mungkin karena LIGO mengamati galaksi jauh yang ada sebelumnya di alam semesta, kata Joseph. Saat itu, lebih sedikit unsur berat yang ada, jadi angin bintang lebih lemah. Dengan pengukuran Cygnus X-1 yang baru, "sekarang kita harus katakan, tunggu dulu, kita berada di [elemen berat] lingkungan yang kaya dibandingkan dengan alam semesta awal ... tapi kita masih berhasil membuat lubang hitam yang sangat masif ini," dia berkata, "jadi mungkin kita tidak kehilangan massa sebanyak yang ditembus angin bintang seperti yang kita duga sebelumnya."