Ilustrasi
lubang hitam Cygnus X-1 yang menarik material dari bintang biru di dekatnya.
Kredit:
NASA/CXC/M Weiss
Lubang hitam dengan massa sekitar 50 kali Matahari kita, dapat terbentuk melalui proses normal dari ledakan sebuah bintang yang sangat masif. Lubang hitam semacam ini dapat terbentuk relatif cepat di seluruh galaksi jika ada bintang yang begitu masif, mengingat masa hidup bintang masif sangat singkat dalam skala waktu astronomi. Adapun salah satu cara untuk menumbuhkan lubang hitam supermasif adalah dengan menanam sebuah benih lubang hitam di inti galaksi untuk menelan gas dan bintang-bintang. Di bawah kondisi yang tepat, lubang hitam dengan massa 1.000 kali Matahari dapat tumbuh hingga jutaan atau miliaran kali massa Matahari dalam waktu yang relatif singkat.
Sebagai alternatif, gas di inti galaksi dapat terakumulasi untuk menghasilkan sebuah bintang supermasif yang berevolusi dengan cepat menjadi lubang hitam dengan massa 1.000 kali Matahari. Monster kosmik ini tumbuh dengan cara mengakumulasi atau bergabung dengan lubang hitam lain dengan massa serupa.
Dari kedua cara ini, para astronom belum mengetahui metode yang lebih umum untuk menghasilkan lubang hitam masif. Namun, para astronom meyakini bahwa sebagian besar galaksi spiral dan elips memiliki lubang hitam masif.
Mereka telah mengantongi bukti kuat eksistensi lubang hitam masif di salah satu galasi katai elips Messier 32 di Grup Lokal. Dibutuhkan penelitian lebih lanjut untuk menentukan apakah tipe galaksi lain juga mengandung lubang hitam masif.
Tipe Lubang Hitam Berdasarkan Massanya
Masa lubang hitam bervariasi, namun ada tiga tipe utama lubang hitam yang sangat ditentukan oleh massa dan ukurannya.
Lubang hitam terkecil dikenal sebagai lubang hitam "purba". Para astronom meyakini tipe lubang hitam ini hanya sekecil atom tunggal, namun memiliki massa yang setara dengan sebuah gunung besar.
Jenis lubang hitam yang paling umum adalah yang berukuran menengah, disebut lubang hitam "stellar". Massa lubang hitam stellar dapat melampaui 20 kali massa Matahari dan terkompres di dalam sebuah bola dengan diameter hanya sekitar 10 mil. Puluhan lubang hitam stellar diprediksi ada di dalam galaksi Bima Sakti.
Lubang hitam terbesar disebut “supermasif”. Massa lubang hitam raksasa melampaui 1 juta kali lipat massa Matahari dan terkompres di dalam sebuah bola dengan diameter seukuran tata surya kita. Bukti ilmiah menunjukkan bahwa setiap galaksi raksasa mengandung lubang hitam supermasif di bagian pusat. Lubang hitam supermasif di pusat galaksi Bima Sakti disebut Sagitarius A*, memiliki massa yang setara dengan sekitar 4 juta kali lipat massa Matahari dan terkompres di dalam sebuah bola dengan diameter hanya seukuran Matahari.
Lubang Hitam Massa Menengah
Di kebun raya alam semesta, lubang hitam supermasif awalnya tumbuh dari sebuah “benih” yang dibesarkan oleh gas dan debu kosmik atau melalui penggabungan dengan benda langit padat lainnya. Ukuran dan bobot “benih” ini terus tumbuh dan menjadi pusat galaksi raksasa, seperti Bima Sakti. Tapi tidak seperti tanaman yang memang tumbuh dari sebuah benih, “benih” lubang hitam supermasif adalah lubang hitam itu sendiri. Dan hingga saat ini, benih lubang hitam yang melahirkan lubang hitam supermasif belum pernah ditemukan.
Satu gagasan yang diajukan, lubang hitam supermasif yang setara dengan massa ratusan ribu hingga miliaran kali massa Matahari, tumbuh dari populasi lubang hitam berukuran lebih kecil yang belum pernah ditemukan. Populasi lubang hitam yang sulit dipahami ini adalah sekelompok “lubang hitam massa menengah”, dengan kisaran bobot di antara 100 hingga 10.000 Matahari. Ratusan lubang hitam yang telah ditemukan sejauh ini, didominasi oleh lubang hitam relatif kecil dan tidak pernah ditemukan satupun lubang hitam massa menengah.
Kepadatan materi yang dibutuhkan untuk menciptakan lubang hitam sangat membingungkan. Untuk menghasilkan lubang hitam dengan massa 50 kali massa Matahari, maka massa yang setara dengan 50 Matahari tersebut harus dimampatkan menjadi sebuah bola dengan radius kurang dari 300 kilometer. Tetapi dalam kasus lubang hitam pusat Messier 87, seolah-olah 6,5 miliar Matahari dimampatkan menjadi bola dengan radius yang lebih luas daripada orbit Pluto mengitari Matahari. Dari kedua kasus tersebut, diperoleh massa jenis yang sangat tinggi, sehingga material original harus runtuh ke dalam singularitas.
Kunci utama misteri asal usul lubang hitam ada pada batas fisik seberapa cepat ia tumbuh. Bahkan “monster” raksasa di pusat galaksi juga memiliki keterbatasan pada kegilaan “nafsu makan”, karena para ilmuwan menemukan sejumlah material yang didorong keluar oleh radiasi berenergi tinggi yang bersumber dari partikel panas yang dipercepat di dekat horizon peristiwa. Contohnya, bila hanya mengakresi material di sekitarnya, lubang hitam bermassa rendah kemungkinan dapat menggandakan massa dalam waktu 30 juta tahun.
Mencari lubang hitam massa menengah sangat sulit, mengingat lubang hitam tidak memancarkan cahaya. Namun para ilmuwan dapat melacak jejak mereka menggunakan teleskop dan instrumen canggih. Misalnya, karena aliran material yang mengarah ke lubang hitam tak pernah konstan, maka kumpulan material yang “dikonsumsi” lubang hitam menyebabkan variasi tertentu terhadap output cahaya lingkungan kosmik di sekitarnya. Perubahan output cahaya seperti itu dapat dilihat lebih cepat di lubang hitam dengan massa yang lebih kecil daripada lubang hitam dengan massa yang lebih besar.
Ditulis oleh: Staf imagine.gsfc.nasa.gov
Sumber: How Do Massive Black Holes Grow?
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa
Komentar
Posting Komentar