Apakah Lubang Hitam Ultramasif Akan ‘Menelan’ Seluruh Alam Semesta?

Dalam panjang gelombang sinar X, terungkap awan ungu raksasa di pusat galaksi Hercules A yang sedang dipanaskan hingga jutaan derajat oleh energi yang dihasilkan oleh material yang jatuh ke lubang hitam supermasif sekitar 1.000 kali lebih masif daripada lubang hitam di pusat galaksi Bima Sakti.
Kredit: NASA/CXC/SAO, Optical: NASA/STScI, Radio: NSF/NRAO/VLA

Lubang hitam terbesar ternyata tumbuh lebih cepat daripada galaksi induknya, menurut hasil penelitian terbaru.

Dua penelitian yang digelar oleh tim ilmuwan independen, mengungkap fakta pertumbuhan mengerikan lubang hitam supermasif hanya mengandalkan lingkungan kosmik di sekitarnya saja. Lubang hitam supermasif adalah ‘sumur’ gravitasi ekstrem yang ditemukan di pusat galaksi-galaksi raksasa.

Tak perlu risau, meskipun terus membesar, lubang hitam supermasif tidak mampu ‘menyantap’ seluruh galaksi induknya untuk makan malam.

“Lubang hitam terlalu kecil jika dibandingkan dengan seluruh galaksi, jadi kita bisa bernafas lega,” kata ilmuwan Guang Yang, penanggung jawab salah satu studi dari Universitas Negeri Pennsylvania.

Bersama para kolega, Guang Yang menemukan bahwa semakin besar galaksi, semakin cepat pertumbuhan lubang hitam dibandingkan laju produksi bintang di dalam galaksi. Sedangkan studi lain menemukan bahwa lubang hitam supermasif akan sekitar 10 kali lipat lebih masif jika laju pertumbuhannya setara dengan laju produksi bintang di galaksi induk.

Galaksi dan Lubang Hitam

Para astronom tertarik dengan hubungan antara lubang hitam dan galaksi induk karena dua alasan utama. Pertama, jika mereka dapat menghitung ukuran lubang hitam berdasarkan ukuran galaksi, demikian pula sebaliknya, mereka dapat menentukan, misalnya, massa lubang hitam supermasif meskipun tidak dapat mengukurnya secara langsung. Kedua, setiap hubungan konstan antara keduanya dapat membantu menjelaskan hukum yang mengatur bagaimana galaksi terbentuk.

Makalah ilmiah yang ditulis oleh Guang Yang dan para kolega telah dipublikasikan di jurnal Monthly Notices of Royal Astronomical Society dan tersedia di situs pracetak ArXiv. Guang Yang menggunakan data lebih dari 30.000 galaksi yang dikumpulkan oleh Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). Survei astronomi skala besar ini menggabungkan observasi Teleskop Antariksa Hubble NASA, Observatorium Sinar-X Chandra NASA, Teleskop Antariksa Spitzer NASA, termasuk lebih dari 500.000 galaksi dari Cosmic Evolution Survey (COSMOS) yang menggunakan jajaran teleskop berbasis darat dan antariksa untuk mengeksplorasi Alam Semesta. Seluruh galaksi dalam studi terletak di antara 4,3-12,2 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Semakin besar sebuah galaksi, semakin besar pula rasio antara laju pertumbuhan lubang hitam dengan laju pertumbuhan bintang. Galaksi dengan 100 miliar bintang yang massanya setara Matahari, rasio pertumbuhan lubang hitam di pusat galaksi mencapai 10 kali lipat daripada galaksi dengan 10 miliar bintang yang massanya setara dengan Matahari.

“Makalah kami menunjukkan bagaimana galaksi-galaksi raksasa dapat lebih efektif mensuplai ‘makanan’ bagi lubang hitam mereka daripada galaksi-galaksi katai,” kata Guang Yang kepada Live Science. “Pada akhirnya, galaksi-galaksi raksasa memiliki lubang hitam supermasif di wilayah pusat. Teka-teki yang belum terpecahkan adalah apakah lubang hitam juga dapat memengaruhi pembentukan galaksi.”

Menjadi Ultramasif

Sementara itu, makalah ilmiah lain yang juga dipublikasikan di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dan tersedia di ArXiv, menemukan fakta bahwa semakin besar galaksi, semakin aneh hubungannya dengan lubang hitam supermasif di pusat galaksi.

Studi yang dipimpin oleh astrofisikawan Mar Mezcua dari Institute of Space Sciences di Barcelona, ​​Spanyol, memfokuskan diri ke 72 galaksi yang terletak tidak lebih dari 3,5 miliar tahun cahaya dari Bumi. Mereka adalah “gugus galaksi paling terang”, sebuah istilah yang merujuk pada galaksi-galaksi terbesar dan paling cerah di lingkungan lokal alam semesta. Menggunakan data panjang gelombang sinar-X dan gelombang radio dari Observatorium Sinar-X Chandra, Australia Telescope Compact Array, Karl G. Jansky Very Large Array dan Very Long Baseline Array, tim membandingkan massa lubang hitam supermasif dengan perhitungan yang diperoleh melalui metode tradisional, yang mengasumsikan lubang hitam supermasif dan galaksi induk tumbuh lebih cepat atau lebih lambat pada laju pertumbuhan yang sama.

Tim justru menemukan laju pertumbuhan lubang hitam yang 10 kali lebih cepat daripada perhitungan cara tradisional. Bahkan tak sekadar lubang hitam supermasif dengan massa beberapa miliar kali Matahari, mereka adalah lubang hitam ultramasif yang dapat mencapai 40 miliar kali massa Matahari.

Tidak ada yang pernah menduga, gugus galaksi paling terang adalah rumah bagi lubang hitam ultramasif. Dalam makalah ilmiah, tim menulis bahwa lubang hitam ultramasif dapat terbentuk melalui dua cara. Salah satu kemungkinan adalah lubang hitam tumbuh lebih dulu dan pertumbuhan galaksi menyusul kemudian. Kemungkinan lain adalah lubang hitam ultramasif adalah ‘benih’ lubang hitam yang terbentuk saat galaksi masih berusia muda dan lebih produktif dalam membentuk bintang.

Intinya, lubang hitam dan galaksi induk tidak selalu tumbuh sebagai pasangan yang serasi.

Ditulis oleh: Stephanie Pappas, kontributor www.livescience.com

Sumber: Are Supermassive Black Holes Going to Eat the Universe?

#terimakasihgoogle