Perpustakaan Digital ITB

Lubang hitam Kerr merupakan solusi persamaan medan Einstein untuk benda bermassa yang berotasi, dan menjadi model yang lebih realistis dibandingkan lubang hitam Schwarzschild dalam mendeskripsikan objek astrofisika seperti Sagitarius A* (Sgr A*), lubang hitam supermasif di pusat Galaksi Bimasakti. Penelitian ini mengkaji pengaruh rotasi lubang hitam terhadap kelengkungan ruangwaktu, struktur fisis lubang hitam Kerr, serta dampaknya terhadap presesi apsidal ekuatorial orbit bintang S (S2, S38, dan S55) yang mengorbit Sgr A*. Kajian dilakukan secara analitik melalui penurunan metrik Kerr dalam koordinat Boyer-Lindquist dan secara numerik menggunakan metode integrasi terhadap persamaan geodesik di bidang ekuatorial, dengan parameter rotasi divariasikan dari a = 0 (kasus Schwarzschild) hingga a = 1M (kasus rotasi maksimum). Hasil analitik menunjukkan bahwa rotasi lubang hitam menghadirkan suku silang gt? ?= 0 pada metrik, yang mencerminkan efek frame-dragging dan membedakan geometri Kerr secara mendasar dari geometri Schwarzschild. Secara struktural, lubang hitam Kerr memiliki beberapa perbedaan dibandingkan dengan lubang hitam Schwarzschild: yaitu perbedaan bentuk singularitas, terdiri dari dua event horizon, dan memiliki lapisan ergosfer yang tidak ditemukan pada kasus Schwarzschild. Hasil numerik menunjukkan bahwa pengaruh rotasi terhadap presesi apsidal ekuatorial orbit bintang S bervariasi bergantung pada parameter orbital masing-masing bintang. Presesi orbit S2 berkurang dari 11, 927? per orbit pada a = 0 menjadi 11, 789? per orbit pada a = 1M, sedangkan S55 berkurang dari 6, 701? per orbit menjadi 6, 563? per orbit. Sementara itu, presesi S38 tidak menunjukkan perubahan yang terdeteksi pada ketelitian orde menit busur, yakni tetap pada 7, 114? per orbit. Selain itu, ditemukan bahwa metrik Schwarzschild merupakan aproksimasi yang valid selama jarak periapsis orbit memenuhi rpe ? 2848M pada eksentrisitas ? = 0, 7.