Lubang hitam bermassa bintang ternyata bukan “pemakan” yang rapi. Saat melahap materi dari bintang pendamping, ada sebagian gas keluar walau kecerlangan sinar-X sedang meredup.
Inilah hasil awal satelit X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), misi kolaborasi JAXA dan NASA dengan kontribusi ESA. Temuan tim internasional yang dipimpin Jon Miller (University of Michigan) ini berpotensi mengubah cara kita memodelkan aliran gas di sekitar lubang hitam, dari skala bintang hingga raksasa supermasif yang memengaruhi evolusi galaksi.
Target pengamatan adalah 4U 1630–472, sebuah biner sinar-X yang diduga beranggotakan lubang hitam bermassa bintang dan bintang mirip Matahari. Gravitasi lubang hitam menarik gas dari pendampingnya, membentuk piringan akresi yang memanas sampai sekitar 10 juta Kelvin dan memancarkan sinar-X. Sistem ini terkenal “mood swing”: dalam keadaan tenang kecerlangannya setara Matahari, tetapi kira-kira tiap dua tahun meledak terang hingga 10.000 kali selama sekitar seminggu. Pada 16 Februari 2024, XRISM menangkap 4U 1630–472 di fase akhir ledakan, momen ideal untuk melihat apa yang terjadi ketika suplai materi menurun.
Kunci terobosan datang dari spektrometer Resolve milik XRISM. Dengan kepekaan dan ketelitian pengukuran energi foton yang jauh melampaui instrumen sinar-X generasi sebelumnya, Resolve memisahkan garis-garis spektral halus yang sebelumnya tenggelam dalam derau. Analisis menunjukkan adanya angin gas yang tetap melesat keluar dengan kecepatan ~3% kecepatan cahaya (sekitar 9.000 km/detik) meski fluks sinar-X sedang surut. Artinya, alih-alih lebih “tertib” ketika aliran akresi melemah, sistem masih saja membuang massa.
Perilaku ini bertentangan dengan ekspektasi sederhana bahwa akresi akan makin terarah dan minim tumpahan saat laju alir turun. 4U 1630–472 justru tampak “berantakan” di dua ujung: ketika banjir materi dan ketika kering kerontang. Hasil ini menandakan peran berkelanjutan medan magnet, geometri piringan, dan tekanan radiasi dalam mengatur kapan gas jatuh, tertahan, atau terlempar, di rentang kondisi akresi yang luas.
Mengapa penting? Lubang hitam bermassa bintang berevolusi cepat, transisi keadaan yang pada lubang hitam supermasif butuh ratusan juta tahun dapat disaksikan di sini dalam hitungan minggu hingga bulan. Dengan demikian, sistem kecil seperti 4U 1630–472 menjadi “laboratorium waktu nyata” untuk mengkalibrasi resep fisika akresi dan umpan balik (feedback) yang dipakai dalam simulasi pembentukan bintang dan evolusi galaksi. Seberapa sering angin terbentuk, seberapa banyak massa yang “gagal” masuk ke lubang hitam, dan bagaimana angin berelasi dengan jet, semuanya memengaruhi laju pertumbuhan lubang hitam pusat dan persediaan gas pembentuk bintang di galaksi.
XRISM sendiri baru beroperasi sains sejak awal 2024, dan temuan ini menunjukkan kemampuannya membuka jendela fisika yang lama buram. Dengan resolusi energi tinggi, tim bisa memetakan suhu, kecepatan, dan tingkat ionisasi gas secara bersamaan, diagnostik yang krusial untuk memisahkan komponen piringan, korona, angin, dan lingkungan sekitarnya. Langkah berikutnya adalah memantau siklus 4U 1630–472 di fase tenang maupun saat meledak lagi, serta menerapkan pendekatan serupa ke biner sinar-X lain guna menguji apakah “kekacauan” akresi ini universal.
Satu pesan jelas mengemuka: akresi bukan menuangkan air dari gelas ke ember dengan mulus. Bahkan pada “lubang hitam kecil”, makan selalu disertai cipratan besar yang ternyata mengubah galaksi.
