Kamu pernah dengar tentang bintang yang bergerak sangat cepat sampai bisa kabur dari galaksinya sendiri? Nah, ternyata bintang-bintang "pelari" ini menyimpan petunjuk mengejutkan tentang tetangga galaksi kita, yaitu Awan Magellan Besar (Large Magellanic Cloud / LMC).
Selama hampir satu dekade, para astronom telah mendata puluhan bintang aneh di tepi terluar Bima Sakti. Bintang-bintang ini bukan bintang biasa. Mereka adalah bintang tipe-B muda yang seharusnya tidak mungkin ada di sana โ karena di tepi halo Bima Sakti yang jauh itu, tidak ada pembentukan bintang baru. Lalu dari mana mereka berasal? Satu-satunya penjelasan yang masuk akal adalah bahwa mereka telah "bepergian" dari tempat lain, melintasi jarak puluhan hingga ratusan ribu tahun cahaya, dengan kecepatan yang nyaris tak terbayangkan.
Kini, sebuah tim peneliti dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics bersama kolega dari Caltech, Flatiron Institute, dan Hebrew University datang dengan jawaban yang mengejutkan: bintang-bintang itu bukan berasal dari Bima Sakti sama sekali. Mereka adalah "pelarian" dari galaksi tetangga kita, Awan Magellan Besar โ dan keberadaan mereka mengungkap sebuah monster kosmik yang selama ini bersembunyi di pusat galaksi tersebut.
Sebab Munculnya Hypervelocity Stars
Bayangkan ada bintang yang melaju sekencang 500 hingga 1.000 kilometer per detik. Bukan per jam, bukan per menit โ per detik. Kecepatan itu begitu dahsyat sampai bintang tersebut tak bisa lagi ditahan oleh gravitasi galaksinya dan terbang bebas ke ruang antargalaksi. Para ilmuwan menyebut mereka hypervelocity stars (HVS).
Pertanyaannya: apa yang bisa melempar sebuah bintang sekencang itu?
Jawabannya adalah mekanisme yang ditemukan oleh ilmuwan bernama Hills pada tahun 1988, dan kini disebut Hills mechanism. Cara kerjanya begini: ketika dua bintang yang saling mengorbit (disebut bintang ganda) terlalu dekat dengan sebuah lubang hitam supermasif, salah satu bintang akan "ditangkap" oleh lubang hitam itu, sementara bintang pasangannya terlempar keluar dengan kecepatan luar biasa. Seperti ketapel kosmik raksasa!
Survey HVS dan Keanehan yang Ditemukan
Antara tahun 2006 hingga 2014, para astronom melakukan HVS Survey โ sebuah pencarian sistematis untuk menemukan hypervelocity stars di halo bagian luar Bima Sakti. Hasilnya? Mereka berhasil menemukan 21 bintang tipe-B yang bergerak begitu cepat hingga dipastikan tak terikat lagi oleh gravitasi galaksi kita.
Tapi ada yang aneh. Sekitar setengah dari 21 bintang itu mengelompok di satu area kecil di langit โ tepat di arah rasi bintang Leo. Pengelompokan ini disebut "Leo Overdensity". Ini sangat mencurigakan, karena kalau bintang-bintang itu dilempar dari pusat Bima Sakti, seharusnya mereka tersebar lebih merata di seluruh langit. Para ilmuwan bingung dan mengajukan berbagai teori, tapi tak ada yang benar-benar memuaskan.
Petunjuk dari Awan Magellan Besar
Inilah bagian yang menarik. Dalam penelitian terbaru yang diterbitkan tahun 2025 ini, tim ilmuwan dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dan beberapa institusi lain melakukan analisis ulang terhadap 21 bintang tersebut. Mereka menggunakan data pengukuran posisi bintang yang jauh lebih akurat dari teleskop luar angkasa Gaia (data release DR3), ditambah model orbit yang lebih modern untuk sistem Bima Sakti dan Awan Magellan Besar.
Awan Magellan Besar adalah galaksi kecil yang merupakan "tetangga" Bima Sakti, berjarak sekitar 50 kiloparsek (kira-kira 160.000 tahun cahaya) dari kita. Galaksi ini tampak seperti gumpalan awan cahaya di langit belahan selatan Bumi.
Dengan menelusuri orbit setiap bintang mundur ke belakang dalam waktu, para peneliti bisa "melacak" dari mana bintang itu berasal. Hasilnya mengejutkan: sekitar setengah dari bintang-bintang tersebut tidak berasal dari pusat Bima Sakti โ melainkan dari Awan Magellan Besar! Dari 16 bintang yang bisa diklasifikasikan dengan yakin, 9 bintang mengarah ke pusat Awan Magellan Besar. Sementara 7 sisanya mengarah ke pusat Bima Sakti (yang dikenal sebagai Sgr A*).
Lalu, Apa Artinya Ini?
Kalau bintang-bintang itu berasal dari Awan Magellan Besar, berarti ada sesuatu di pusat galaksi ini yang melemparkan mereka โ dan berdasarkan mekanisme Hills, itu harus berupa lubang hitam supermasif!
Para peneliti lalu membangun sebuah simulasi komputer untuk menguji hipotesis ini. Mereka mensimulasikan apa yang akan terjadi kalau ada lubang hitam supermasif di pusat Awan Magellan Besar, lalu membandingkan hasilnya dengan data observasi nyata. Menariknya, simulasi itu berhasil mereproduksi Leo Overdensity dengan sangat akurat!
Kenapa bintang-bintang dari Awan Magellan Besar menumpuk di arah Leo? Ini karena Awan Magellan Besar sendiri sedang bergerak mengorbit Bima Sakti dengan kecepatan sekitar 300 km/detik. Bintang-bintang yang terlempar searah dengan gerakan Awan Magellan Besar itu mendapat "dorongan ekstra" dari momentum orbit Awan Magellan Besar โ seperti bola yang dilempar dari dalam kereta yang sedang melaju kencang. Hanya bintang-bintang yang terlempar searah orbit Awan Magellan Besar yang mendapat dorongan cukup untuk lolos dari gravitasi galaksi dan terdeteksi sebagai HVS. Dan arah orbit Awan Magellan Besar itu kebetulan mengarah ke konstelasi Leo di langit utara.
Sementara itu, mekanisme lain seperti ledakan supernova atau interaksi dinamis di gugus bintang tidak bisa menjelaskan pengelompokan yang begitu terkonsentrasi ini. Bintang-bintang yang terlontar dari piringan Awan Magellan Besar maupun piringan Bima Sakti akan jauh lebih tersebar di langit.
Berapa Massa Lubang Hitam Ini?
Para peneliti juga menghitung massa lubang hitam di Awan Magellan Besar ini โ yang mereka sebut secara puitis sebagai LMC* (seperti Sgr A* di Bima Sakti). Dengan membandingkan kecepatan lontaran bintang-bintang dari Awan Magellan Besar vs dari Bima Sakti, serta perbandingan jumlah bintang dari kedua sumber, mereka mendapatkan angka: massa LMC* โ 6 ร 10โต massa Matahari (sekitar 600.000 kali massa Matahari).
Sebagai perbandingan, Sgr A* di pusat Bima Sakti memiliki massa sekitar 4 juta kali massa Matahari. Jadi LMC* memang lebih kecil, tapi tetap tergolong lubang hitam supermasif yang sangat masif.
Yang menarik, nilai massa ini ternyata sangat konsisten dengan relasi M-ฯ โ yaitu hubungan antara massa lubang hitam supermasif dan kecepatan dispersi bintang-bintang di sekitar galaksi induknya. Ini menambah keyakinan bahwa temuan ini benar.
Mengapa Ini Penting?
Temuan ini punya beberapa implikasi besar:
- Pertama, ini adalah bukti kuat pertama bahwa Awan Magellan Besar memiliki lubang hitam supermasif. Sebelumnya, keberadaannya hanya spekulasi.
- Kedua, ini menjelaskan misteri Leo Overdensity yang sudah membingungkan para astronom selama lebih dari satu dekade.
- Ketiga, penelitian ini membuka cara baru untuk mengukur massa lubang hitam di galaksi lain menggunakan hypervelocity stars sebagai "peluru" yang membawa informasi.
Para peneliti juga memprediksi bahwa jika teori ini benar, seharusnya ada jalur panjang hypervelocity stars di langit belahan selatan yang belum terdeteksi โ karena HVS Survey hanya mengamati langit utara. Teleskop masa depan seperti Rubin Observatory di Chili berpotensi membuktikan prediksi ini.
Jadi, bintang-bintang yang kabur dengan kecepatan kencang itu ternyata bukan hanya tontonan yang menakjubkan โ mereka adalah utusan dari sebuah monster kosmik yang selama ini bersembunyi di balik Awan Magellan Besar!
Ditulis berdasarkan: Han, J. J., El-Badry, K., Lucchini, S., Hernquist, L., Brown, W., Garavito-Camargo, N., Conroy, C., & Sari, R. (2025). Hypervelocity Stars Trace a Supermassive Black Hole in the Large Magellanic Cloud. arXiv:2502.00102v2