Ada lubang hitam supermasif di pusat hampir setiap galaksi di Semesta. Bagaimana mereka sampai di sana? Apa hubungan antara lubang hitam monster ini dan galaksi yang mengelilinginya?
Setiap kali astronom melihat lebih jauh di Semesta, mereka menemukan misteri baru. Misteri-misteri ini membutuhkan semua alat dan teknik baru untuk dipahami. Misteri-misteri ini menghasilkan lebih banyak misteri. Apa yang saya katakan adalah bahwa itu adalah kura-kura yang paling misterius.
Salah satu yang paling menarik adalah penemuan quasar, memahami apa itu quasar, dan pengungkapan misteri yang lebih dalam, dari mana mereka berasal?
Seperti biasa, saya terlalu terburu-buru, jadi pertama, mari kita kembali dan berbicara tentang penemuan quasar.
Kembali pada 1950-an, para astronom memindai langit menggunakan teleskop radio, dan menemukan kelas benda aneh di alam semesta yang jauh. Mereka sangat cerdas, dan sangat jauh; ratusan juta atau bahkan milyaran tahun cahaya. Yang pertama ditemukan dalam spektrum radio, tetapi seiring waktu, para astronom menemukan bahkan lebih banyak dalam spektrum yang terlihat.
Astronom Hong-Yee Chiu menciptakan istilah "quasar", yang merupakan objek kuasi-bintang. Mereka seperti bintang, bersinar dari satu sumber titik, tetapi mereka jelas bukan bintang, berkobar dengan lebih banyak radiasi daripada seluruh galaksi.
Selama beberapa dekade, para astronom bingung tentang sifat quasar, mengetahui bahwa mereka sebenarnya adalah lubang hitam, aktif memberi makan dan meledakkan radiasi, miliaran tahun cahaya yang terlihat.
Tetapi mereka bukan lubang hitam masal bintang, yang diketahui berasal dari kematian bintang-bintang raksasa. Ini adalah lubang hitam supermasif, dengan jutaan atau bahkan milyaran kali massa Matahari.
Sejauh tahun 1970-an, para astronom mempertimbangkan kemungkinan bahwa mungkin ada lubang hitam supermasif di jantung banyak galaksi lain, bahkan Bima Sakti.
Pada 1974, para astronom menemukan sumber radio di pusat Bimasakti yang memancarkan radiasi. Itu berjudul Sagitarius A *, dengan tanda bintang yang berarti "menarik", dalam perspektif "atom bersemangat".
Ini akan cocok dengan emisi lubang hitam supermasif yang tidak aktif memakan material. Galaksi kita sendiri mungkin merupakan quasar di masa lalu, atau di masa depan, tetapi saat ini, lubang hitam sebagian besar diam, terlepas dari radiasi halus ini.
Para astronom perlu memastikan, sehingga mereka melakukan survei terperinci dari pusat Bimasakti dalam spektrum inframerah, yang memungkinkan mereka untuk melihat melalui gas dan debu yang mengaburkan inti dalam cahaya tampak.
Mereka menemukan sekelompok bintang yang mengorbit bintang-Sagitarius, seperti komet yang mengorbit Matahari. Hanya sebuah lubang hitam dengan jutaan kali massa Matahari yang dapat menyediakan semacam jangkar gravitasi untuk mencambuk bintang-bintang ini dalam orbit yang begitu aneh.
Survei lebih lanjut menemukan lubang hitam supermasif di jantung Galaksi Andromeda, pada kenyataannya, tampak seolah-olah monster ini berada di pusat hampir setiap galaksi di Semesta.
Tetapi bagaimana mereka terbentuk? Dari mana mereka berasal? Apakah galaksi terbentuk pertama, dan menyebabkan lubang hitam terbentuk di tengah, atau apakah lubang hitam terbentuk, dan membangun galaksi di sekitarnya?
Sampai baru-baru ini, ini sebenarnya masih salah satu misteri besar yang belum terpecahkan dalam astronomi. Yang mengatakan, para astronom telah melakukan banyak penelitian, menggunakan observatorium yang semakin sensitif, menyusun teori mereka, dan sekarang mereka mengumpulkan bukti untuk membantu sampai ke dasar misteri ini.
Para astronom telah mengembangkan dua model tentang bagaimana struktur besar Semesta bersatu: top down dan bottom up.
Dalam model top down, seluruh superkluster galaksi terbentuk sekaligus dari awan besar hidrogen purba yang tersisa dari Big Bang. Nilai bintang supercluster.
Ketika awan menyatu, awan itu berputar, menendang spiral kecil dan galaksi kerdil. Ini bisa digabungkan nanti untuk membentuk struktur yang lebih kompleks yang kita lihat hari ini. Lubang hitam supermasif akan terbentuk sebagai inti padat galaksi ini saat mereka bergabung.
Jika Anda ingin memahami hal ini, pikirkan tentang pembibitan bintang yang membentuk Matahari kita dan sekelompok bintang lainnya. Bayangkan sebuah awan gas dan debu membentuk sistem bintang ganda di dalamnya. Seiring waktu, bintang-bintang jatuh tempo dan menjauh satu sama lain.
Itu dari atas ke bawah. Satu peristiwa besar yang mengarah pada struktur yang kita lihat hari ini.
Dalam model bottom-up, kantong gas dan debu dikumpulkan bersama-sama menjadi massa yang lebih besar dan lebih besar, akhirnya membentuk galaksi kerdil, dan bahkan cluster dan superclusters yang kita lihat sekarang. Lubang hitam supermasif di jantung galaksi tumbuh dari tabrakan dan merger antara lubang hitam selama ribuan tahun.
Sebenarnya, ini adalah bagaimana para astronom berpikir planet-planet di Tata Surya terbentuk. Potongan-potongan debu saling menarik satu sama lain menjadi butiran yang lebih besar dan lebih besar hingga benda-benda seukuran planet terbentuk selama jutaan tahun.
Dari bawah ke atas, bagian-bagian kecil menyatu.
Tak lama setelah Big Bang, seluruh alam semesta sangat padat. Tapi itu bukan kepadatan yang sama di mana-mana. Fluktuasi kuantum kecil dalam kepadatan di awal berevolusi selama miliaran tahun ekspansi ke superclusters galaksi yang kita lihat hari ini.
Saya ingin berhenti dan membiarkan ini meresap ke dalam otak Anda sejenak. Ada variasi kepadatan mikroskopis di alam semesta awal. Dan variasi ini menjadi struktur ratusan juta tahun cahaya yang kita lihat sekarang.
Bayangkan dua kekuatan yang berperan saat ekspansi Semesta terjadi. Di satu sisi, Anda mendapatkan gravitasi timbal balik dari partikel-partikel yang saling mengikat. Dan di sisi lain, Anda mendapatkan perluasan Semesta yang memisahkan partikel satu sama lain. Ukuran galaksi, kluster dan superkluster ditentukan oleh titik keseimbangan dari kekuatan-kekuatan yang berlawanan.
Jika potongan kecil disatukan, maka Anda akan mendapatkan formasi bottom-up itu. Jika potongan-potongan besar disatukan, Anda akan mendapatkan formasi top down itu.
Ketika para astronom melihat ke Semesta pada skala terbesar, mereka mengamati cluster dan superkluster sejauh yang mereka bisa lihat - yang mendukung model top down.
Di sisi lain, pengamatan menunjukkan bahwa bintang-bintang pertama terbentuk hanya beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang, yang mendukung dari bawah ke atas.
Jadi jawabannya adalah keduanya?
Tidak, pengamatan paling modern memberikan tepi ke proses bottom-up.
Kuncinya adalah bahwa gravitasi bergerak dengan kecepatan cahaya, yang berarti bahwa interaksi gravitasi antara partikel-partikel yang saling menjauh satu sama lain diperlukan untuk mengejar ketinggalan, dengan kecepatan cahaya.
Dengan kata lain, Anda tidak akan mendapatkan materi superkluster yang menyatu, hanya materi bintang satu. Tetapi bintang-bintang pertama ini terbuat dari hidrogen dan helium murni, dan dapat tumbuh jauh lebih besar daripada bintang-bintang yang kita miliki saat ini. Mereka akan hidup cepat dan mati dalam ledakan supernova, menciptakan lubang hitam yang jauh lebih besar daripada yang kita dapatkan hari ini.
Protogalaxies pertama berkumpul, mengumpulkan lubang hitam monster pertama ini dan bintang-bintang besar di sekitarnya. Dan kemudian, selama jutaan dan milyaran tahun, lubang hitam ini bergabung lagi dan lagi, mengumpulkan jutaan dan bahkan milyaran kali massa Matahari. Ini adalah bagaimana kita mendapatkan galaksi modern yang kita lihat hari ini.
Ada pengamatan terbaru yang mendukung kesimpulan ini. Awal tahun ini, para astronom mengumumkan penemuan lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang relatif kecil. Di Bima Sakti kita sendiri, lubang hitam supermasif adalah 4,1 juta kali massa Matahari, tetapi hanya menyumbang 0,01% dari total massa galaksi.
Tetapi para astronom dari Universitas Utah menemukan dua galaksi ultra kompak dengan lubang hitam 4,4 juta dan 5,8 juta kali massa Matahari. Namun demikian, lubang hitam berjumlah 13 dan 18 persen dari massa galaksi inangnya.
Pemikirannya adalah bahwa galaksi-galaksi ini dulunya normal, tetapi bertabrakan dengan galaksi lain sebelumnya dalam sejarah Semesta, dilucuti bintang-bintang mereka dan kemudian diludahkan untuk berkeliaran di kosmos.
Mereka adalah korban dari peristiwa penggabungan awal, bukti pembantaian yang terjadi di Semesta awal ketika merger terjadi.
Kami selalu berbicara tentang misteri yang belum terpecahkan di Semesta, tetapi ini adalah yang para astronom mulai pecahkan.
Tampaknya kemungkinan besar struktur Alam Semesta yang kita lihat saat ini terbentuk dari bawah ke atas. Bintang-bintang pertama bersatu menjadi protogalaxies, mati sebagai supernova untuk membentuk lubang hitam pertama. Struktur Alam Semesta yang kita lihat sekarang adalah hasil akhir dari miliaran tahun pembentukan dan kehancuran. Dengan lubang hitam supermasif yang datang bersama dari waktu ke waktu.
Begitu teleskop seperti James Webb mulai bekerja, kita harus dapat melihat potongan-potongan ini bersatu, di ujung alam semesta yang dapat diamati.
Podcast (audio): Unduh (Durasi: 11:06 - 3.8MB)
Berlangganan: Apple Podcast | Android | RSS
Podcast (video): Unduh (Durasi: 11:06 - 143.0MB)
Berlangganan: Apple Podcast | Android | RSS
