Astronom sekarang percaya ada lubang hitam supermasif di pusat hampir setiap galaksi di Semesta. Tidak seperti lubang hitam massa bintang, versi supermasif mungkin telah terbentuk secara berbeda, pergi dari awan gas langsung ke lubang hitam - melewatkan panggung bintang sepenuhnya.
Sejak penemuan mereka, para astronom masih belum benar-benar tahu bagaimana lubang hitam supermasif terjadi. Tapi itu mereka, di dalam sebagian besar galaksi. Bahkan, pengamatan quasar menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif hadir di alam semesta awal. Quasar adalah beberapa objek paling terang di alam semesta, yang berasal dari radiasi yang dipancarkan oleh lubang hitam supermasif yang secara aktif mengonsumsi material.
Satu kemungkinan adalah bahwa monster-monster ini memiliki permulaan yang rendah hati, dimulai sebagai bintang masif, menjadi supernova, dan kemudian menjadi lubang hitam. Ini adalah proses yang dipahami para astronom dengan sangat baik. Masalah dengan teori ini adalah bahwa lubang hitam supermasif awal ini pasti telah tumbuh terus-menerus sejak awal, pada tingkat maksimum yang diprediksi oleh fisika. Dan seperti yang kita lihat hari ini, galaksi melewati tahap aktif dan diam tergantung pada kapan lubang hitam mereka memakan material.
Tapi kemungkinan kedua adalah bahwa lubang hitam ini terbentuk secara langsung, menarik begitu banyak material sehingga mereka melewati tahap bintang sepenuhnya.
Mitchell C. Begelman, seorang profesor di Departemen Ilmu Astrofisika dan Planetary di University of Colorado, Boulder baru-baru ini menerbitkan sebuah makalah berjudul Apakah lubang hitam supermasif terbentuk oleh kehancuran langsung? Makalah ini menguraikan teori alternatif pembentukan black hole di awal Semesta.
Setelah Big Bang, Semesta cukup dingin untuk bintang pertama untuk membentuk hidrogen dan helium asli. Ini adalah bahan murni, tidak tercemar oleh generasi bintang sebelumnya. Para astronom telah menghitung bahwa bintang-bintang pertama ini, yang disebut Population III, akan memiliki tingkat maksimum yang dapat mereka kumpulkan bersama untuk membentuk sebuah bintang.
Tetapi bagaimana jika ada lebih banyak gas di sekitar? Jauh melampaui batas yang bisa membentuk bintang.
Dengan bintang biasa, materi datang relatif lambat, menciptakan massa pusat. Dengan massa yang cukup, bintang itu menyala, dan ini menciptakan dan tekanan luar yang menghentikan materi lebih lanjut dari pemadatan terlalu ketat.
Tetapi Dr. Begelman telah menghitung bahwa jika laju infall melebihi hanya sepersepuluh massa matahari per tahun, inti bintang akan sangat terikat sehingga pelepasan energi fusi nuklir tidak akan cukup untuk menghentikan inti dari melanjutkan ke kontrak. Anda tidak akan pernah memiliki bintang, Anda hanya akan beralih dari awan hidrogen ke massa pusat yang terikat erat. Dan kemudian lubang hitam.
Pertanyaannya adalah, mungkinkah materi akan disatukan begitu cepat? Itu bisa, jika ada sesuatu yang mendorongnya ... seperti materi gelap. Menurut Dr. Begelman, mungkin ada beberapa situasi di mana kekuatan eksternal, seperti gravitasi dari lingkaran besar materi gelap yang dapat bekerja untuk memaksa gas ke area pusat. Faktanya, materi telah dihitung jatuh ke dalam lubang hitam ini dengan cepat, karena itulah tingkat yang diperlukan untuk menyalakan quasar. Tetapi pertanyaannya adalah, apakah ini akan berfungsi jika lubang hitam tidak ada di sana, atau sangat kecil.
Begitu ada beberapa massa surya dari gas yang terakumulasi, inti mulai menyusut di bawah tarikan massa yang meningkat. Objek melewati periode fusi nuklir singkat ketika mencapai 100 massa matahari, tetapi melewati fase ini begitu cepat sehingga tidak mendapat kesempatan untuk berkembang lagi.
Akhirnya benda itu mencapai beberapa ribu massa matahari, dan suhunya telah naik hingga beberapa ratus juta derajat. Pada titik ini, gravitasi akhirnya mengambil alih, menghancurkan inti, dan mengubah objek menjadi lubang hitam 10-20 massa matahari yang kemudian mulai memakan semua massa di sekitarnya.
Dari titik ini, lubang hitam mampu menarik materi lebih lanjut secara efisien, tumbuh pada tingkat maksimum yang diprediksi oleh fisika, akhirnya mengumpulkan jutaan kali massa Matahari. Jika terlalu banyak material jatuh, lubang hitam supermasif bayi mungkin bertindak seperti mini-quasar - Dr. Begelman telah menjuluki ini "quasistar" - berkobar dengan radiasi ketika material yang rusak mendukung di sekitar lubang hitam.
Dan ada kabar baiknya: quasar ini dapat dideteksi oleh teleskop yang kuat. Namun, mereka akan memiliki masa hidup yang sangat singkat, hanya berlangsung selama 100.000 tahun. Mereka mungkin sedikit terdeteksi oleh James Webb Space Telescope yang akan datang.
Sumber Asli: Kertas Arxiv
