Language
Country/Area
No result found
Kelahiran misterius lubang hitam ledakan langsung: Mengapa lubang hitam supermasif ini mengejutkan ilmuwan astronomi?
Pada awal sejarah alam semesta, para ilmuwan memperhatikan beberapa objek khusus. Cara objek-objek ini lahir menandai kategori utama dalam evolusi materi di alam semesta: lubang hitam ledakan langsung (DCBH). Lubang hitam misterius ini terbentuk sekitar 100 hingga 250 juta tahun lalu, periode yang dikenal sebagai pergeseran merah z antara sekitar 15 dan 30.
Proses pembentukan lubang hitam ledakan langsung berbeda dari lubang hitam dalam teori tradisional. Lubang hitam ini terbentuk melalui keruntuhan gravitasi langsung daripada berevolusi dari kematian bintang.
Pembentukan lubang hitam ledakan langsung memerlukan kondisi lingkungan tertentu. Kondisi utama meliputi; gas dengan kandungan logam nol (hanya mengandung hidrogen dan helium), penyinaran foton Lyman–Werner yang cukup tinggi untuk membangkitkan atom hidrogen, dan aliran laser yang mampu menghancurkan molekul hidrogen. Kondisi ini mencegah gas mendingin dan terfragmentasi, sehingga awan gas mengalami keruntuhan gravitasi secara utuh dan mencapai kepadatan materi yang sangat tinggi.
Ketika kepadatan materi mencapai sekitar 107 g/cm³, awan gas ini akan mengalami ketidakstabilan relativistik biasa dan berubah menjadi lubang hitam ledakan langsung. Ini berarti mereka lahir langsung dari awan gas primordial, bukan dari nenek moyang bintang.
Menurut simulasi komputer yang dilaporkan pada Juli 2022, para peneliti menemukan bahwa dalam kondisi langka, aliran akresi yang kuat dan dingin dapat menciptakan lubang hitam masif tanpa radiasi ultraviolet dan aliran supersonik. benih. Simulasi ini menunjukkan bahwa dalam lingkungan yang tumbuh hingga sekitar 40 juta massa matahari, beberapa super raksasa akhirnya terbentuk dan berhasil diubah menjadi lubang hitam ledakan langsung.
Kelangkaan ledakan lubang hitam langsung
Lubang hitam ledakan langsung dianggap sebagai objek yang sangat langka di alam semesta dengan pergeseran merah tinggi. Simulasi kosmologi terkini menunjukkan bahwa jumlah lubang hitam ini pada pergeseran merah 15 mungkin hanya sekitar 1 per gigaparsec kubik. Prediksi ini sangat dipengaruhi oleh fluks foton minimum Lyman–Werner, dan dalam beberapa skenario yang paling optimis, kerapatan DCBH dapat mencapai 107 sel per gigadetik kubik.
Penemuan lubang hitam ledakan langsung
Pada tahun 2016, tim peneliti yang dipimpin oleh astrofisikawan Universitas Harvard Fabio Pacucci menggunakan data dari Teleskop Luar Angkasa Hubble dan Observatorium Sinar-X Chandra untuk mengidentifikasi dua kandidat ledakan langsung lubang hitam untuk pertama kalinya. Semua kandidat ini terletak di wilayah pergeseran merah z>6, dan karakteristik spektralnya di medan CANDELS GOODS-S konsisten dengan prediksi.
Lubang hitam yang meledak secara langsung ini diprediksi menghasilkan radiasi inframerah yang lebih signifikan daripada sumber pergeseran merah tinggi lainnya, dan pengamatan lebih lanjut, khususnya dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb, akan sangat penting untuk mengonfirmasi sifat sumber ini.
Perbedaan dari lubang hitam lainnya
Berbeda dari proses pembentukan lubang hitam primordial, yang terkait dengan keruntuhan langsung energi dan materi bermuatan, pembentukan lubang hitam ledakan langsung dihasilkan dari keruntuhan wilayah gas yang luar biasa padat dan besar. Perlu dicatat bahwa lubang hitam yang terbentuk oleh bintang generasi ketiga (yaitu, bintang Populasi III) tidak termasuk dalam kategori lubang hitam ledakan langsung.
Ringkasan
Penemuan lubang hitam ledakan langsung tidak hanya memperluas pemahaman kita tentang pembentukan lubang hitam, tetapi juga mengungkap fenomena kompleks yang mungkin ada di alam semesta awal. Objek misterius ini mendefinisikan ulang pemahaman mendasar kita tentang evolusi alam semesta. Dengan kemajuan teknologi, akankah kita dapat mengungkap lebih banyak rahasia lubang hitam ini di masa mendatang?
