DUA GELOMBANG GRAVITASI BERSELANG 7 JAM, DAN SEBUAH SUPERNOVA

Ketika sebuah bintang bermassa besar runtuh, ia meledak sebagai supernova dan meninggalkan bintang neutron atau lubang hitam. Jika sisa itu berada dalam sistem bintang ganda yang cocok, suatu hari ia dapat bergabung dengan pasangannya dan memancarkan gelombang gravitasi ke seluruh alam semesta. Namun, hari itu biasanya datang lama setelah ledakan: paling cepat sekitar 100.000 tahun. Keruntuhan lebih dulu, penggabungan jauh kemudian — itulah gambaran standarnya.

Pengamatan terbaru mulai mengaburkan gambaran itu. Beberapa semburan sinar gama tampak seperti penggabungan dan keruntuhan sekaligus, dan dua supernova jenis “Tipe IIb” — ledakan bintang yang telah kehilangan sebagian besar hidrogennya — dibahas bersama kandidat gelombang gravitasi yang lemah pada 2025, tanpa kesimpulan yang pasti. Satu gagasan dapat menjelaskan kasus-kasus semacam itu: pada bintang yang berputar cepat lalu runtuh, cakram materi padat yang berpusar di sekitar lubang hitam yang baru lahir dapat pecah menjadi kepingan-kepingan, yang kemudian bergabung satu sama lain atau jatuh ke lubang hitam dalam hitungan jam.

Penelusuran arsip

Sheng Yang, dari Henan Academy of Sciences di Tiongkok, Zong-Hong Zhu, dari Beijing Normal University, dan 23 rekan di Tiongkok, Taiwan, Amerika Serikat, Australia, Italia, dan Swedia melakukan pencarian secara sistematis. Mereka mengambil peringatan publik yang dikeluarkan detektor LIGO, Virgo, dan KAGRA dari April 2019 hingga Januari 2025 — 43 di antaranya memiliki kemungkinan melibatkan bintang neutron — serta 676 supernova yang kehilangan selubungnya (stripped supernovae) yang terdeteksi oleh Zwicky Transient Facility. Mereka mencari supernova yang berada di dalam petak langit sebuah peringatan dan mencapai puncak kecerlangan 10 hingga 30 hari setelahnya.

Pencarian itu menghasilkan dua kecocokan — keduanya dengan supernova yang sama, SN 2019rsq. Supernova itu menghubungkan dua peringatan dari 10 September 2019: S190910d, lalu S190910h, 7,1 jam kemudian. Saat itu, masing-masing peringatan memicu pengamatan lanjutannya sendiri; supernova itu baru ditemukan beberapa minggu kemudian. Ketiganya baru tampak terkait belakangan.

Petak langit S190910d (abu-abu) dan S190910h (oranye) bertumpang tindih di lokasi SN 2019rsq (kotak merah, galaksinya di kanan atas); di kanan bawah, rentang jarak keduanya sesuai dengan jarak supernova, 140,6 megaparsec (garis merah). — Gambar 1, Yang dkk. (2026), arXiv:2611.00440.

Seberapa langka pasangan ini?

Peringatan yang berdekatan waktunya memang terjadi. Namun, kedua petak langit itu juga bertumpang tindih dalam tiga dimensi: rentang jarak keduanya saling sesuai dan sesuai pula dengan jarak supernova, 140,6 megaparsec. Untuk mengukur seberapa luar biasa hal ini, tim mengacak tanggal peringatan-peringatan itu sejuta kali. Pasangan yang tidak berkaitan dan sedekat ini dalam waktu dan ruang muncul dengan probabilitas 7,6 × 10⁻⁵, sekitar satu banding 13.000. Di antara 43 peringatan, sepuluh pasangan berjarak kurang dari 5 hari satu sama lain, tetapi hanya tiga yang bertumpang tindih dalam 3D, dan pasangan ini menggabungkan jeda terpendek dengan tumpang tindih terbesar.

Sebaliknya, supernova itu sendiri tidak mengejutkan: peluang sebuah Tipe IIb yang tidak berkaitan meledak di volume itu pada waktu itu sekitar 35%. Anomalinya adalah pasangan sinyal itu; supernova menyediakan bintang yang runtuh yang dapat mengikat keduanya.

Kedua sinyal itu lemah. Setelah dianalisis ulang, keduanya tampak seperti sinyal nyata dan menonjol di atas derau latar data di sekitarnya, tetapi tidak satu pun dianggap sebagai deteksi yang meyakinkan. Sebuah tim independen sebelumnya sudah menemukan kembali sinyal pertama, dengan probabilitas 58% bahwa sinyal itu berasal dari sumber astrofisika.

Apa yang diungkap masing-masing sinyal

Sinyal-sinyal itu membawa informasi massa objek-objek yang bergabung. S190910d tampak sangat timpang: sekitar 34 massa Matahari dengan pasangan sekitar 3. S190910h ringan: sekitar 2,5 dan 1,3 massa Matahari, khas bintang neutron.

SN 2019rsq, yang ditemukan pada 1 Oktober 2019 oleh survei Pan-STARRS, mencapai puncak kecerlangan sekitar 24 hari setelah sinyal pertama — waktu naik yang normal untuk sebuah Tipe IIb jika bintangnya runtuh pada saat itu. Data tidak dapat menentukan tanggal ledakan dengan tepat, tetapi model yang menempatkannya dalam tiga hari dari S190910d mereproduksi cahayanya. Supernova ini tergolong cepat, dan terletak di ekor pasang surut sebuah galaksi terganggu yang sedang membentuk bintang.

Satu bintang, beberapa penggabungan?

Skenario yang diusulkan: bintang yang berputar runtuh menjadi lubang hitam yang cakramnya terpecah (1); kepingan bermassa 3 massa Matahari jatuh ke lubang hitam bermassa 34 massa Matahari, S190910d (2); dua kepingan ringan bergabung 7,1 jam kemudian, S190910h (3); perjumpaan yang lebih belakangan dapat menghasilkan sinyal yang tertunda (4). — Gambar 4, Yang dkk. (2026), arXiv:2611.00440.

Tim mengusulkan asal-usul bersama. Sebuah bintang bermassa besar yang berputar cepat runtuh menjadi lubang hitam bermassa beberapa puluh massa Matahari, dikelilingi cakram yang pecah menjadi kepingan-kepingan. Sebuah kepingan yang tumbuh hingga sekitar 3 massa Matahari berpilin masuk ke lubang hitam pusat: itulah S190910d. Di bagian lain cakram, dua kepingan yang lebih ringan berpasangan dan bergabung: itulah S190910h. Waktu berpilin yang dihitung — dari sekitar satu jam hingga beberapa jam — dengan mudah mencakup selang 7,1 jam.

Para penulis tetap berhati-hati. Probabilitas itu tidak memperhitungkan semua pencarian yang mungkin dilakukan, dan semburan sinar gama panjang yang terlihat lima hari kemudian di wilayah luas yang sama tidak dihitung sebagai bukti. Survei radio tidak melihat apa pun, sehingga jet yang kuat dan berumur panjang kecil kemungkinannya. Apakah SN 2019rsq merupakan kebetulan langka atau contoh pertama bintang yang melepaskan beberapa sinyal gelombang gravitasi saat mati, periode pengamatan berikutnya, yang dipadukan dengan survei langit luas, semestinya akan menunjukkan apakah gugusan semacam itu terus muncul.