Ahli astronomi kini percaya ada lubang hitam supermasif di tengah hampir setiap galaksi di Alam Semesta. Tidak seperti lubang hitam massa bintang, versi supermasif mungkin terbentuk secara berbeza, dari awan gas terus ke lubang hitam - melewatkan tahap bintang sepenuhnya.
Sejak penemuan mereka, ahli astronomi masih tidak tahu bagaimana lubang hitam supermasif bermula. Tetapi ada di dalamnya, di kebanyakan galaksi. Sebenarnya, pemerhatian quasar menunjukkan bahawa lubang hitam supermasif terdapat di awal Alam Semesta. Quasar adalah beberapa objek paling terang di Alam Semesta, terik dari radiasi yang dipancarkan oleh lubang hitam supermasif yang memakan bahan secara aktif.
Satu kemungkinan adalah bahawa raksasa ini memiliki awal yang sederhana, bermula sebagai bintang besar, menjadi supernova, dan kemudian menjadi lubang hitam. Ini adalah proses yang difahami oleh ahli astronomi dengan cukup baik. Masalah dengan teori ini adalah bahawa lubang hitam supermasif awal ini semestinya terus berkembang sejak awal, pada kadar maksimum yang diramalkan oleh fizik. Dan seperti yang kita lihat hari ini, galaksi melalui tahap aktif dan tenang bergantung pada kapan lubang hitamnya memakan bahan.
Tetapi kemungkinan kedua adalah bahawa lubang hitam ini terbentuk secara langsung, menyatukan begitu banyak bahan sehingga mereka melewati tahap bintang sepenuhnya.
Dr. Mitchell C. Begelman, seorang profesor di Jabatan Sains Astrofizik dan Planetari di University of Colorado, Boulder baru-baru ini menerbitkan sebuah makalah yang bertajuk Adakah lubang hitam supermasif terbentuk akibat keruntuhan langsung? Makalah ini menguraikan teori alternatif pembentukan lubang hitam ini di awal Alam Semesta.
Selepas Big Bang, Alam Semesta cukup sejuk untuk bintang-bintang pertama terbentuk daripada hidrogen dan helium yang asli. Ini adalah bahan tulen, yang tidak dicemari oleh generasi bintang sebelumnya. Ahli astronomi telah mengira bahawa bintang-bintang pertama ini, yang disebut Populasi III, akan memiliki kadar maksimum bahawa mereka dapat mengumpulkan bahan bersama-sama untuk membentuk bintang.
Tetapi bagaimana jika terdapat lebih banyak gas di sekitar? Jauh di luar had yang boleh membentuk bintang.
Dengan bintang biasa, bahan masuk dengan perlahan, mewujudkan jisim pusat. Dengan jisim yang cukup, bintang menyala, dan ini membuat dan mengeluarkan tekanan yang menghentikan bahan lebih jauh dari pemadatan terlalu rapat.
Tetapi Dr. Begelman telah mengira bahawa jika kadar inflasi melebihi beberapa persepuluh jisim suria setiap tahun, teras bintang akan terikat dengan ketat sehingga pelepasan tenaga pelakuran nuklear tidak akan cukup untuk menghentikan inti dari terus kontrak. Anda tidak akan pernah mempunyai bintang, anda hanya akan beralih dari awan hidrogen ke jisim pusat yang terikat rapat. Dan kemudian lubang hitam.
Persoalannya adalah, mungkinkah materi berkumpul begitu cepat? Boleh, jika ada yang mendorongnya ... seperti benda gelap. Menurut Dr. Begelman, mungkin ada beberapa situasi di mana daya luaran, seperti graviti dari lingkaran besar dari bahan gelap yang dapat berfungsi untuk memaksa gas masuk ke daerah tengah. Sebenarnya, bahan telah dikira jatuh ke lubang hitam dengan cepat, kerana itulah kadar yang diperlukan untuk kuasar kuasa. Tetapi persoalannya, adakah ini akan berfungsi sekiranya lubang hitam tidak ada, atau sangat kecil.
Sebaik sahaja terdapat sebilangan besar jisim solar terkumpul, teras mula menyusut di bawah tarikan jisimnya yang semakin meningkat. Objek itu melalui masa peleburan nuklear yang singkat apabila mencapai 100 jisim suria, tetapi melewati fasa ini dengan begitu cepat sehingga tidak berpeluang untuk berkembang lagi.
Akhirnya objek itu mencapai beberapa ribu massa suria, dan suhunya telah meningkat hingga beberapa ratus juta darjah. Pada ketika ini, graviti akhirnya mengambil alih, meruntuhkan inti, dan mengubah objek menjadi lubang hitam berjisim suria 10-20 yang kemudian mula memakan semua jisim di sekitarnya.
Mulai saat ini, lubang hitam dapat menarik bahan lebih jauh dengan cekap, tumbuh pada tahap maksimum yang diramalkan oleh fizik, akhirnya mengumpulkan berjuta-juta kali jisim Matahari. Sekiranya terlalu banyak bahan masuk, lubang hitam supermasif bayi mungkin bertindak seperti quasar mini - Dr. Begelman telah menjuluki ini sebagai "quasistar" - menyala dengan radiasi sebagai bahan pemasangan yang disandarkan di sekeliling lubang hitam.
Dan ada berita baik: quasar ini mungkin dapat dikesan dengan teleskop yang kuat. Namun, mereka akan mempunyai jangka hayat yang sangat pendek, hanya bertahan 100.000 tahun. Mereka mungkin sedikit dapat dikesan oleh Teleskop Angkasa James Webb yang akan datang.
Sumber Asal: Kertas Arxiv
