Lubang Hitam Super Massive (SMBH) sukar dijelaskan. Keistimewaan raksasa ini dianggap sebagai pusat setiap galaksi besar (Bima Sakti kita ada) tetapi kehadiran mereka di sana kadang-kadang menentang penjelasan yang mudah. Setahu kita, lubang hitam terbentuk ketika bintang gergasi runtuh. Tetapi penjelasan itu tidak sesuai dengan semua bukti.
Teori keruntuhan bintang berfungsi dengan baik untuk menerangkan kebanyakan lubang hitam. Dalam teori itu, bintang sekurang-kurangnya lima kali lebih besar daripada Matahari kita mulai kehabisan bahan bakar menjelang akhir hayatnya. Oleh kerana tekanan keluar dari peleburan nuklear bintang adalah yang menyokongnya terhadap graviti dalaman dari jisimnya sendiri, sesuatu harus diberikan ketika bahan bakar habis.
Bintang itu mengalami letupan hypernova, kemudian jatuh sendiri. Yang tinggal hanyalah lubang hitam. Ahli astrofizik berpendapat bahawa SMBH bermula dengan cara ini, dan berkembang menjadi ukuran yang sangat besar dengan dasarnya 'memberi makan' kepada perkara lain. Mereka membengkak dalam ukuran, dan duduk di tengah-tengah jenis graviti mereka seperti labah-labah yang menggemukkan di tengah jaringnya.
Masalah dengan penjelasan itu ialah memerlukan masa yang lama untuk berlaku.
Di luar sana di Alam Semesta, para saintis telah memerhatikan SMBH yang kuno. Pada bulan Mac tahun ini, sekumpulan ahli astronomi mengumumkan penemuan 83 SMBH yang begitu kuno sehingga menentang pemahaman kita. Pada tahun 2017 ahli astronomi menemui 800 juta lubang hitam berjisim suria yang terbentuk sepenuhnya hanya 690 juta tahun selepas Big Bang. Mereka muncul pada hari-hari awal Alam Semesta, sebelum ada waktu untuk berkembang menjadi bentuk yang sangat besar.
Sebilangan besar SMBH ini berjuta-juta kali lebih besar daripada Matahari. Mereka berada di pergeseran merah yang tinggi, sehingga ia mesti terbentuk dalam 800 juta tahun pertama setelah Big Bang. Tetapi itu tidak cukup masa untuk model keruntuhan bintang untuk menjelaskannya. Soalan yang dihadapi ahli astrofizik adalah, bagaimana lubang hitam itu menjadi sangat besar dalam waktu yang sangat singkat?
Sepasang penyelidik di Universiti Barat di Ontario, Kanada, berpendapat mereka telah mengetahui. Mereka mempunyai teori baru yang disebut 'keruntuhan langsung' yang menjelaskan SMBH yang sangat kuno ini.
Makalah mereka berjudul "Fungsi Massa Lubang Hitam Supermasif dalam Senario Keruntuhan Langsung" dan diterbitkan dalam The Astrophysical Journal Letters. Penulisnya adalah Shantanu Basu dan Arpan Das. Basu adalah pakar yang diakui pada peringkat awal pembentukan bintang dan evolusi cakera protoplanet. Dia juga seorang profesor astronomi di Universiti Barat. Das juga berasal dari Jabatan Fizik dan Astronomi Barat.
Teori keruntuhan langsung mereka mengatakan bahawa lubang hitam super besar kuno terbentuk dengan sangat cepat dalam jangka masa yang sangat singkat. Kemudian tiba-tiba, mereka berhenti berkembang. Mereka mengembangkan model matematik baru untuk menjelaskan lubang hitam kuno yang cepat terbentuk ini. Mereka mengatakan bahawa Eddington Limit, yang merupakan keseimbangan antara gaya radiasi luar bintang dan gaya gravitasi ke dalam, memainkan peranan.
Dalam lubang hitam runtuh langsung ini, Eddington Limit mengatur pertumbuhan besar-besaran, dan para penyelidik mengatakan bahawa lubang hitam kuno ini bahkan dapat melebihi had itu dengan jumlah yang sedikit, dalam apa yang mereka sebut sebagai kenaikan super-Eddington. Kemudian, disebabkan oleh radiasi yang dihasilkan oleh bintang dan lubang hitam yang lain, pengeluarannya terhenti.
"Lubang hitam supermasif hanya memiliki jangka waktu yang pendek di mana mereka dapat tumbuh dengan cepat dan kemudian pada suatu ketika, kerana semua radiasi di alam semesta yang diciptakan oleh lubang hitam dan bintang lain, penghasilannya terhenti," jelas Basu di siaran akhbar. "Itu senario keruntuhan langsung."
"Ini adalah bukti pemerhatian tidak langsung bahawa lubang hitam berasal dari runtuhan langsung dan bukan dari sisa-sisa bintang," kata Basu.
Teori baru ini memberikan penjelasan yang berkesan untuk apa yang telah menjadi isu berduri dalam astronomi selama beberapa waktu. Basu percaya bahawa hasil baru ini dapat digunakan dengan pemerhatian masa depan untuk menyimpulkan sejarah pembentukan lubang hitam yang sangat besar yang ada pada masa-masa awal di alam semesta kita.
Sumber:
- Siaran Akhbar: Para penyelidik menyinari asal-usul lubang hitam
- Kertas Penyelidikan: Fungsi Massa Lubang Hitam Supermasif dalam Senario Keruntuhan Langsung
- Majalah Angkasa: Terlalu Besar, Terlalu Segera. Lubang Hitam Monster Dilihat Tidak Lama Selepas Ledakan Besar
- Universiti Princeton: Ahli astronomi menemui 83 lubang hitam supermasif di alam semesta awal
- Wikipedia: Eddington Luminosity (Had)
