Language
Country/Area
No result found
Rahasia tersembunyi alam semesta! Bagaimana benih lubang hitam dengan massa satu juta massa matahari dapat dihasilkan di wilayah pergeseran merah yang tinggi?
Pada tahap awal alam semesta, pembentukan lubang hitam selalu menjadi subjek yang menarik. Penelitian ilmiah terkini telah menunjukkan bahwa lubang hitam keruntuhan langsung (DCBH) merupakan benih lubang hitam penting yang terbentuk di wilayah pergeseran merah tinggi, dan massanya dapat mencapai satu juta massa matahari. Terobosan ilmiah ini tidak hanya memberi kita pemahaman yang lebih mendalam tentang sejarah alam semesta, tetapi juga mendefinisikan ulang mekanisme pembentukan lubang hitam berkualitas tinggi.
Proses pembentukan lubang hitam keruntuhan langsung
Pembentukan lubang hitam keruntuhan langsung terjadi kira-kira dalam rentang pergeseran merah z=15 hingga 30, yang berarti bahwa ketika alam semesta baru berusia 100 hingga 200 juta tahun, kondisi di alam semesta sangat cocok untuk kondensasi materi berskala besar.
Pembentukan lubang hitam ini berbeda dari benih lubang hitam yang berasal dari bintang pertama (yaitu bintang Populasi III), tetapi secara langsung didorong oleh semacam ketidakstabilan gravitasi.
Sebelum lubang hitam ini dapat terbentuk, gas harus memenuhi serangkaian kondisi tertentu, seperti bebas logam (hanya mengandung hidrogen dan helium) dan memiliki fluks foton Lyman-Werner yang cukup untuk menghancurkan molekul hidrogen, mencegah gas mendingin dan terfragmentasi. Lingkungan seperti itu mendorong keruntuhan gravitasi awan gas, yang pada akhirnya mengarah pada pembentukan lubang hitam pada kepadatan materi yang sangat tinggi di intinya.
Jumlah lubang hitam keruntuhan langsung yang langka
Meskipun ada dukungan teoritis untuk DCBH, saat ini kita tahu bahwa mereka sangat langka di alam semesta pergeseran merah tinggi. Menurut simulasi kosmik terkini, kondisi pembentukan lubang hitam tersebut sangat keras, sehingga kerapatan jumlahnya diprediksi paling banyak hanya sekitar 1 per gigapasec kubik. Dalam skenario paling optimis, jumlah ini dapat mencapai sekitar 100.000 per gigaparasec kubik.
Pengamatan dan penemuan
Seiring kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, para astronom semakin aktif mencari DCBH. Sejak 2016, tim peneliti dari Universitas Harvard telah menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Observatorium Sinar-X Chandra untuk mencari petunjuk tentang lubang hitam tersebut. Baru-baru ini, mereka menemukan dua kandidat yang cocok dengan fitur spektral yang diprediksi dalam data dalam rentang pergeseran merah tinggi z > 6.
Lubang hitam ini dicirikan oleh kelebihan radiasi inframerah yang signifikan, yang lebih jelas daripada objek pergeseran merah tinggi lainnya.
Perbedaan dari lubang hitam primordial dan lubang hitam akibat keruntuhan bintang
Penting untuk dicatat bahwa terdapat perbedaan mendasar antara DCBH dan lubang hitam primordial serta lubang hitam akibat keruntuhan bintang. Sementara lubang hitam primordial terbentuk dari keruntuhan energi secara langsung, DCBH terbentuk dari keruntuhan wilayah gas yang luar biasa padat.
Selama proses pembentukan lubang hitam primordial, lubang hitam tersebut tidak mengalami proses perantara dari bintang, jadi kita umumnya tidak mengklasifikasikan lubang hitam yang dihasilkan oleh keruntuhan bintang Populasi III sebagai "dekomposisi rapuh langsung."
Arah penelitian di masa mendatang
Dengan peluncuran Teleskop Luar Angkasa James Webb, pengamatan terhadap calon lubang hitam ini akan semakin diperdalam, dan kita akan dapat mengonfirmasi sifat dan keberadaannya secara lebih efektif. Bagaimanapun, eksplorasi DCBH masih penuh dengan tantangan dan misteri, yang tidak hanya membawa kita pada pertanyaan baru tentang kosmologi, tetapi juga merangsang pemikiran kita tentang pembentukan dan evolusi alam semesta.
Studi mutakhir ini mengungkap pertanyaan penting: Berapa banyak fenomena misterius yang masih harus diungkap di alam semesta yang tak terbatas ini?
