Para astronom dari Akademi Ilmu Pengetahuan dan Universitas Negeri Moskow telah menemukan bahwa bentuk dan ukuran galaksi ditentukan di masa lalu oleh berapa banyak "embrio" lubang hitam supermasif yang terdapat di pinggirannya, menurut sebuah artikel yang diterbitkan dalam Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
“Lubang hitam yang diprediksi oleh model kita seharusnya ada di alam semesta dalam jumlah yang cukup untuk menjelaskan semua gugus bola yang terbentuk. Ini menunjukkan adanya sejumlah lubang hitam bermassa beberapa ribu Matahari sehingga bisa menjadi 'cikal bakal' gugus bola,”kata Alexander Dolgov dari Institut Fisika Teoretis dan Eksperimental Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia di Moskow, dikutip dari layanan pers dari Yayasan Sains Rusia.
Sebagian besar galaksi masif diyakini dihuni oleh lubang hitam supermasif, yang dapat berkisar dari satu juta hingga milyaran massa matahari. Alasan terbentuknya benda-benda ini belum sepenuhnya jelas. Para ilmuwan awalnya percaya bahwa benda-benda tersebut muncul dengan cara yang sama seperti "sepupu" normal mereka - sebagai akibat dari runtuhnya gravitasi bintang-bintang dan penggabungan beberapa lubang hitam besar.
Pengamatan galaksi-galaksi pertama di alam semesta membuat ahli astrofisika meragukan hal ini - ternyata mereka "dihuni" oleh lubang hitam bermassa puluhan miliar Matahari. Benda seperti itu tidak akan punya waktu untuk tumbuh sebesar ini jika terlahir kecil. Oleh karena itu, beberapa ilmuwan mulai percaya bahwa lubang hitam supermasif lahir dalam skenario yang lebih eksotis - sebagai akibat dari runtuhnya awan raksasa atom hidrogen "murni" atau karena gumpalan materi gelap.
Saat ini, sebagian besar astronom percaya bahwa lubang hitam - "kelas berat" muncul pada awal masa muda alam semesta dari apa yang disebut lubang hitam primordial, yang menempati posisi perantara antara lubang hitam supermasif dan biasa, yang asalnya masih belum diketahui. Massa mereka, menurut berbagai perkiraan para ilmuwan, adalah beberapa puluh atau ratusan ribu massa matahari. Dalam sepuluh tahun terakhir, para astronom telah secara aktif mencari "benih" lubang hitam semacam itu, dan sejauh ini kami mengetahui kurang dari sepuluh kandidat untuk peran objek semacam itu.
Dolgov dan koleganya Konstantin Postnov dari Institut Astronomi Negara Universitas Negeri Moskow menemukan bahwa "embrio" semacam itu dapat memainkan peran kunci dalam pembentukan semua galaksi, mempelajari seberapa sering lubang hitam tersebut muncul bahkan sebelum gugus bintang pertama meletus di alam semesta yang baru lahir.
Perhitungan mereka menunjukkan bahwa pada hari-hari pertama kehidupan alam semesta, sejumlah besar objek seperti itu bisa muncul, sekitar 10-100 ribu kali lebih banyak dari jumlah semua galaksi di alam semesta. Jumlah lubang hitam ini, menurut Postnov dan Dolgov, seharusnya cukup untuk kelahiran semua gugus bola yang kita kenal - "keluarga" bintang paling kuno di pinggiran galaksi, tempat semua lubang hitam bermassa menengah ditemukan.
Kelompok bintang ini, pada gilirannya, saat ini dianggap sebagai semacam "embrio" di mana inti dari semua galaksi spiral dan elips yang kita kenal terbentuk di masa lampau.
Video promosi:
Banyaknya gugus seperti itu di alam semesta awal mendorong para ilmuwan untuk percaya bahwa lubang hitam yang hidup di dalamnya dapat "mengatur" pertumbuhan galaksi dan mengontrol bentuk serta massanya, dan bukan sebaliknya, seperti yang diyakini oleh banyak astrofisikawan saat ini.
Dipandu oleh ide ini, para ilmuwan menghitung bagaimana bentuk galaksi berubah dengan perubahan jumlah gugus bola dan massa lubang hitam di pusatnya, serta dengan peningkatan dan penurunan massa "donat" materi gelap di pinggiran galaksi, yang saat ini dianggap sebagai faktor pendorong utama kelahiran mereka. … Ternyata, lubang hitam memainkan peran yang menentukan dalam kelahiran galaksi elips dan spiral, memaksa mereka untuk terbentuk bahkan dalam kasus di mana cincin materi gelap tidak ada.
Skenario serupa untuk pembentukan galaksi, seperti yang dicatat para peneliti, dapat menjelaskan salah satu misteri kosmologis utama - mengapa galaksi paling awal memiliki massa yang sangat besar dan memiliki lubang hitam yang sangat berat, yang keberadaannya tidak dapat dijelaskan oleh para ilmuwan sebelumnya.
