Kemungkinan besar, gambaran terakhir yang terlintas di fikiran ketika memikirkan lubang hitam adalah bahawa mereka perlu dipelihara, dilindungi dan dilindungi ketika muda. Tetapi penyelidikan baru mendedahkan lubang hitam besar pertama di alam semesta yang mungkin terbentuk dan tumbuh jauh di dalam kepompong raksasa, seperti bintang yang menyekat sinaran sinar-x yang kuat dan mencegah gas di sekitarnya diletupkan.
"Sehingga baru-baru ini, pemikiran oleh banyak orang adalah bahawa lubang hitam supermasif bermula dari penggabungan banyak lubang hitam kecil di alam semesta," kata Mitchell Begelman, dari University of Colorado-Boulder. "Model pengembangan lubang hitam baru ini menunjukkan kemungkinan jalan alternatif untuk pembentukannya."
Lubang hitam biasa dianggap sisa-sisa bintang yang sedikit lebih besar daripada matahari kita yang menghabiskan bahan bakarnya dan mati.
Tetapi lubang hitam besar pertama kemungkinan terbentuk dari bintang yang sangat besar yang terbentuk di awal Alam Semesta, mungkin dalam beberapa ratus juta tahun pertama selepas Big Bang. Proses unik bintang-bintang besar ini menjadi lubang hitam merangkumi pembentukan kepompong pelindung, yang terbuat dari gas.
"Yang baru di sini adalah kami fikir kami telah menemui mekanisme baru untuk membentuk bintang supermasif gergasi ini, yang memberi kami cara baru untuk memahami bagaimana lubang hitam besar mungkin terbentuk dengan cepat," kata Begelman.
Bintang supermasif awal ini akan berkembang menjadi ukuran yang besar - sebanyak puluhan juta kali jisim matahari kita - dan akan berumur pendek, dengan intinya runtuh hanya dalam beberapa juta tahun.
Keperluan utama untuk pembentukan bintang supermasif adalah pengumpulan bahan pada kadar sekitar satu jisim suria setiap tahun, kata Begelman. Kerana banyaknya bahan yang dimakan oleh bintang supermasif, lubang hitam benih berikutnya yang terbentuk di pusatnya mungkin bermula jauh lebih besar daripada lubang hitam biasa.
Begelman mengatakan bahawa bintang supermasif pembakar hidrogen pasti stabil dengan putaran mereka sendiri atau bentuk tenaga lain seperti medan magnet atau pergolakan untuk memudahkan pertumbuhan lubang hitam yang cepat di pusat mereka.
Setelah lubang hitam benih terbentuk, proses memasuki tahap kedua, yang Begelman telah dijuluki tahap "quasistar". Pada fasa ini, lubang hitam tumbuh dengan cepat dengan menelan bahan dari sampul gas yang membengkak di sekitarnya, yang akhirnya melambung ke ukuran sebesar sistem suria Bumi dan disejukkan pada masa yang sama, katanya.
Setelah quasistars menyejuk melewati titik tertentu, radiasi mula melarikan diri pada kadar yang tinggi sehingga menyebabkan sampul gas tersebar dan meninggalkan lubang hitam hingga 10.000 kali atau lebih banyak massa matahari Bumi. Dengan permulaan yang besar di atas lubang hitam biasa, mereka boleh menjadi lubang hitam supermasif berjuta-juta atau berbilion kali massa matahari sama ada dengan menyalurkan gas dari galaksi sekitarnya atau bergabung dengan lubang hitam lain dalam perlanggaran galaksi yang sangat ganas.
Begelman mengatakan lubang hitam besar yang terbentuk dari bintang supermasif awal boleh memberi kesan besar pada evolusi alam semesta, termasuk pembentukan galaksi, mungkin akan menghasilkan kuasar - pusat galaksi yang sangat terang dan bertenaga yang boleh menjadi trilion kali lebih cerah daripada matahari kita.
Makalah Begelman akan diterbitkan dalam Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja.
Sumber: EurekAlert
