Language
Country/Area
No result found
Keajaiban Astronomi Tersembunyi: Bagaimana Keruntuhan Lubang Hitam Langsung Mengungkap Misteri Pembentukan Lubang Hitam Supermasif?
Lubang hitam keruntuhan langsung (DCBH) adalah jenis prototipe lubang hitam bermassa tinggi yang terbentuk dari keruntuhan langsung sejumlah besar materi. Lubang hitam ini diperkirakan terbentuk dalam rentang pergeseran merah z=15–30, saat alam semesta berusia sekitar 100 hingga 250 juta tahun. Tidak seperti nenek moyang lubang hitam yang terbentuk oleh bintang generasi pertama (juga disebut bintang Tipe III), benih lubang hitam keruntuhan langsung terbentuk melalui ketidakstabilan relativistik umum langsung. Saat lubang hitam ini terbentuk, massanya biasanya sekitar 10^5 M☉.
Jenis prototipe lubang hitam ini awalnya diusulkan untuk mengatasi tantangan pengamatan lubang hitam supermasif pada pergeseran merah z~7, yang telah dikonfirmasi oleh banyak pengamatan.
Mekanisme pembentukan
Lubang hitam keruntuhan langsung (DCBH) dianggap sebagai prototipe lubang hitam raksasa yang terbentuk di alam semesta dengan pergeseran merah tinggi, dengan massa sekitar 10^5 M☉ saat terbentuk, tetapi dapat berkisar dari 10^4 M☉ hingga 10^6 M☉. Kondisi lingkungan untuk pembentukan DCBH adalah sebagai berikut:
- Tidak ada gas logam (hanya hidrogen dan helium).
- Atom mendinginkan gas.
- Fluks foton Lyman-Wierth cukup besar untuk mengganggu molekul hidrogen, yang membuat pendinginan gas menjadi kurang efisien.
Memenuhi kondisi di atas dapat mencegah pendinginan gas dan dengan demikian mencegah fragmentasi awan gas asli. Awan gas yang gagal terpecah dan membentuk bintang mengalami keruntuhan gravitasi global dan mencapai kepadatan materi yang sangat tinggi di intinya, sekitar 10^7 g/cm3. Pada kepadatan tersebut, objek akan mengalami ketidakstabilan relativistik umum, yang akhirnya membentuk lubang hitam dengan massa sekitar 10^5 M☉, atau bahkan hingga 1 juta M☉. Terjadinya ketidakstabilan ini, bersama dengan tidak adanya tahap bintang antara, menyebabkan jenis lubang hitam ini disebut lubang hitam keruntuhan langsung.
Statistik Kuantitas
Lubang hitam keruntuhan langsung dianggap sangat langka di alam semesta pergeseran merah tinggi karena cukup sulit untuk memenuhi tiga kondisi dasar untuk pembentukannya sekaligus. Simulasi kosmologi saat ini menunjukkan bahwa kepadatan jumlah DCBH pada pergeseran merah 15 mungkin hanya sekitar 1 per gigapascal kubik. Dalam kasus yang paling optimis, berdasarkan fluks foton Lyman-Wierth minimum yang diperlukan untuk pembentukan, kerapatan jumlah dapat mencapai sekitar 10^7 DCBH per gigapascal kubik.
Kemajuan Deteksi
Pada tahun 2016, sebuah tim yang dipimpin oleh astrofisikawan Universitas Harvard Fabio Pacucci menggunakan data dari Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Observatorium Sinar-X Chandra untuk mengidentifikasi dua kandidat lubang hitam keruntuhan langsung pertama. Kedua kandidat memiliki pergeseran merah lebih besar dari 6 dan memiliki sifat spektral yang konsisten dengan yang diprediksi untuk sumber-sumber tersebut. Secara khusus, sumber-sumber ini diprediksi memiliki emisi inframerah berlebih yang signifikan pada pergeseran merah yang lebih tinggi.
Di masa mendatang, pengamatan lebih lanjut, terutama menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb, akan sangat penting untuk menyelidiki sifat-sifat sumber-sumber ini dan mengonfirmasi sifatnya.
Perbedaan dari jenis lubang hitam lainnya
Lubang hitam primordial adalah lubang hitam yang terbentuk oleh keruntuhan langsung materi berenergi atau terionisasi selama periode ekspansi atau periode yang didominasi radiasi, sedangkan lubang hitam keruntuhan langsung adalah hasil dari keruntuhan wilayah gas yang luar biasa padat dan besar. Perlu dicatat bahwa lubang hitam yang terbentuk oleh keruntuhan bintang Tipe III tidak dianggap sebagai keruntuhan "langsung".
Dalam proses penjelajahan misteri alam semesta, pentingnya keruntuhan langsung lubang hitam secara bertahap telah diakui, dan penelitian di masa mendatang dapat mengungkapkan lebih banyak petunjuk tentang misteri pembentukan lubang hitam supermasif. Di alam semesta yang misterius ini, berapa banyak lubang hitam tak dikenal yang menunggu untuk ditemukan manusia?
