Mengapa Lubang Hitam Supermasif Bisa Tumbuh Begitu Besar Dalam Waktu Singkat?

Ilustrasi ini menggambarkan materi jatuh ke dalam lubang hitam supermasif, menciptakan jet material yang bepergian hampir dengan kecepatan cahaya.

Lubang hitam mungkin telah tumbuh sangat pesat di alam semesta yang baru lahir, mungkin membantu menjelaskan mengapa mereka muncul begitu awal dalam sejarah kosmik, kata peneliti.

Lubang hitam memiliki gravitasi begitu kuat sehingga bahkan cahaya tak dapat melarikan diri cengkeraman mereka. Mereka umumnya diyakini terbentuk setelah bintang-bintang besar mati dalam ledakan raksasa yang dikenal sebagai supernova, yang menghancurkan sisa core menjadi objek yang sangat padat.

Lubang hitam supermasif memiliki massa jutaan hingga miliaran kali massa matahari dan sebagian besar terbentuk di inti galaksi. Lubang hitam yang amat besar seperti ini telah ada sejak alam semesta masih bayi, sekitar 800 juta tahun atau lebih setelah Big Bang. Namun, hal itu tetap menjadi misteri bagaimana raksasa ini bisa tumbuh begitu besar dalam waktu begitu singkat setelah mereka terbentuk.

Pada lubang hitam modern, fitur yang disebut disk akresi membatasi kecepatan pertumbuhannya. Disk ini terdiri dari gas dan debu yang berputar-putar ke dalam lubang hitam yang dapat mencegah lubang hitam tumbuh pesat dalam dua cara yang berbeda, kata peneliti.

Pertama, saat materi dalam disk akresi berada dekat dengan lubang hitam, kemacetan lalu lintas terjadi yang memperlambat materi lainnya jatuh kedalam. Kedua, ketika materi bertabrakan dalam kemacetan lalu lintas ini, itu akan membuat materi memanas, menghasilkan radiasi energik yang mendorong gas dan debu dari lubang hitam.

Lubang hitam tidak aktif mengisap materi mereka tidak seperti penyedot debu, kata penulis utama studi Tal Alexander, seorang astrofisikawan di Weizmann Institute of Science di Rehovot, Israel.

“Bintang atau aliran gas dapat mengorbit dengan stabil di sekitar lubang hitam, persis seperti bumi berputar mengelilingi matahari, tanpa jatuh ke dalamnya,” kata Alexander. Hal ini sebenarnya menjadi tantangan untuk memikirkan cara-cara yang efisien untuk mendorong gas ke dalam lubang hitam dengan kecepatan cukup tinggi yang dapat menyebabkan pertumbuhan yang cepat.

Alexander dan rekannya Priyamvada Natarajan mungkin telah menemukan cara di mana lubang hitam awal bisa berkembang menjadi ukuran supermasif , karena mereka beroperasi tanpa pembatasan disk akresi. Pasangan ini merinci temuan mereka secara online hari ini (7 Agustus) di jurnal Science.

Para ilmuwan mulai dengan model lubang hitam 10 kali massa matahari yang tertanam dalam sebuah cluster yang di huni ribuan bintang. Mereka melakukan simulasi dengan memberi makan lubang hitam ini secara terus-menerus dengan gas padat dan dingin.

Baca :  10 Fakta Unik Lubang Hitam Yang Mungkin Belum Anda Ketahui

Alam semesta awal jauh lebih kecil dan karenanya lebih padat daripada alam semesta sekarang ini, kata Alexander.

Gas padat dan dingin ini akan tertutup oleh sejumlah besar radiasi energik yang dilepaskan oleh materi yang jatuh ke dalam lubang hitam. Selain itu, tarikan gravitasi dari banyak bintang di sekitar lubang hitam menyebabkannya gerakan zigzag acak, dan gerakan ini mencegah pembentukan disk akresi. Ini berarti bahwa materi yang jatuh ke dalam lubang hitam datang dari semua sisi bukannya di tahan oleh disk di sekitar lubang hitam, dari mana ia akan berputar-putar dan jauh lebih lambat.

“Pertumbuhan supraeksponensial yang diamati dalam model lubang hitam ini menunjukkan bahwa lubang hitam yang bermassa 10 kali massa matahari bisa berkembang menjadi lebih dari 10 miliar kali massa matahari hanya dalam 1 miliar tahun setelah Big Bang,kata peneliti.

Penelitian di masa depan bisa memeriksa apakah pertumbuhan supraeksponensial dari lubang hitam dapat terjadi di zaman modern juga.

‘ ‘

Advertisements