Langsung ke konten utama

Bagaimana Lubang Hitam Tumbuh Menjadi Begitu Masif?

bagaimana-lubang-hitam-tumbuh-menjadi-begitu-masif-informasi-astronomi
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

Postingan populer dari blog ini

Inti Galaksi Aktif

Ilustrasi wilayah pusat galaksi aktif. (Kredit: NASA/Pusat Penerbangan Antariksa Goddard) Galaksi aktif memiliki sebuah inti emisi berukuran kecil yang tertanam di pusat galaksi. Inti galaksi semacam ini biasanya lebih terang daripada kecerahan galaksi. Untuk galaksi normal, seperti galaksi Bima Sakti, kita menganggap total energi yang mereka pancarkan sebagai jumlah emisi dari setiap bintang yang ada di dalamnya, tetapi tidak dengan galaksi aktif. Galaksi aktif menghasilkan lebih banyak emisi energi daripada yang seharusnya. Emisi galaksi aktif dideteksi dalam spektrum inframerah, radio, ultraviolet, dan sinar-X. Emisi energi yang dipancarkan oleh inti galaksi aktif atau active galaxy nuclei (AGN) sama sekali tidak normal. Lantas bagaimana AGN menghasilkan output yang sangat energik? Sebagian besar galaksi normal memiliki sebuah lubang hitam supermasif di wilayah pusat. Lubang hitam di pusat galaksi aktif cenderung mengakresi material dari wilayah pusat galaksi yang b...

Apa Itu Kosmologi? Definisi dan Sejarah

Potret dari sebuah simulasi komputer tentang pembentukan struktur berskala masif di alam semesta, memperlihatkan wilayah seluas 100 juta tahun cahaya beserta gerakan koheren yang dihasilkan dari galaksi yang mengarah ke konsentrasi massa tertinggi di bagian pusat. Kredit: ESO Kosmologi adalah salah satu cabang astronomi yang mempelajari asal mula dan evolusi alam semesta, dari sejak Big Bang hingga saat ini dan masa depan. Menurut NASA, definisi kosmologi adalah “studi ilmiah tentang sifat alam semesta secara keseluruhan dalam skala besar.” Para kosmolog menyatukan konsep-konsep eksotis seperti teori string, materi gelap, energi gelap dan apakah alam semesta itu tunggal ( universe ) atau multisemesta ( multiverse ). Sementara aspek astronomi lainnya berurusan secara individu dengan objek dan fenomena kosmik, kosmologi menjangkau seluruh alam semesta dari lahir sampai mati, dengan banyak misteri di setiap tahapannya. Sejarah Kosmologi dan Astronomi Pemahaman manusia ...

Messier 78, Nebula Refleksi yang Mengelabui Para Pemburu Komet

Kredit: NASA, ESA, J. Muzerolle (Space Telescope Science Institute) dan S. Megeath (Universitas Toledo) Gambar penuh warna ini menampilkan sebagian kecil dari struktur objek Messier 78, sebuah nebula refleksi yang terletak di rasi Orion. Nebula refleksi diciptakan oleh awan debu kosmik yang menghamburkan atau memantulkan cahaya bintang yang berada di dekatnya. Messier 78 terletak sekitar 1.600 tahun cahaya dari Bumi dengan magnitudo semu 8. Ditemukan pada tahun 1780 oleh Pierre Méchain, salah satu kolega Charles Messier, Messier 78 dan paling ideal diamati pada bulan Januari menggunakan teropong dan teleskop kecil. Dibutuhkan setidaknya teleskop berdiameter 8 inci untuk mengungkap nebula refleksi secara mendetail. Messier 78 memiliki fitur khas mirip komet, yaitu salah satu sisi nebula yang memanjang layaknya ekor komet. Fitur ini telah mengelabui banyak pemburu komet saat itu, yang mendorong mereka untuk meyakini telah membuat penemuan baru. Observasi dalam spektrum inf...