Studi terhadap beberapa lusin galaksi dalam radius beberapa miliar tahun cahaya dari kita sendiri telah mengungkapkan beberapa lubang hitam yang melebihi perkiraan kita tentang seberapa besar mereka dapat tumbuh. Penelitian terbaru tidak hanya membantu kita lebih memahami evolusi objek astrofisika misterius ini, tetapi juga membuka pertanyaan baru yang menarik bagi kita. Misalnya, bagaimana lubang hitam menjadi sangat masif?
Lubang hitam, yang merupakan hasil dari keruntuhan bintang, tidak perlu diperkenalkan. Kami telah mendengar bahwa mereka menyebabkan gangguan dalam ruang-waktu, menyaksikan "sendawa" mereka dan bahkan, mungkin untuk pertama kalinya dalam sejarah, kami akan dapat melihat salah satunya dengan mata kepala sendiri tahun ini. Para ilmuwan sangat tertarik pada lubang hitam, dan ada alasan yang sangat bisa dimengerti untuk ini.
“Apakah galaksi itu? Ini adalah "batu bata" yang digabungkan menjadi gambaran keseluruhan Alam Semesta. Dan untuk memahami bagaimana mereka membentuk dan berkembang, pertama-tama kita perlu memahami cara kerja lubang hitam,”kata fisikawan Julia Hlavacek-Larrondo dari Universitas Montreal, Kanada.
Bukan berarti lubang hitam itu sendiri menyederhanakan pekerjaan ini - sangat sulit untuk memahami apa yang tidak mungkin (seperti yang terlihat bagi kita) untuk melihat secara langsung. Oleh karena itu, ahli astrofisika sedang mencari petunjuk lain yang memungkinkan mereka menggali lebih dalam. Salah satu arahannya adalah mencari hubungan antara massa lubang hitam dan galaksi tempat mereka berada. Jika kita memiliki cara sederhana untuk membandingkan ukuran galaksi dengan lubang hitam di pusatnya, maka, menurut para ilmuwan, ini akan menghemat banyak waktu dan tenaga kita dalam mempelajari yang pertama dan yang terakhir.
Oleh karena itu, Hlavachek-Larrondo, bergabung dengan ilmuwan lain dari Kanada, Spanyol, dan Inggris, melakukan penelitian terhadap 72 galaksi yang terletak dalam radius 3,5 miliar tahun cahaya dari kita, dengan harapan dapat menghasilkan beberapa rumus umum yang dapat menyederhanakan penentuan massa. lubang hitam di pusat galaksi. Para ilmuwan membagikan pengamatan mereka di Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society.
Untuk memperkirakan ukuran lubang hitam itu sendiri, tim menganalisis spektrum sinar-X yang keluar dari aliran pusaran gas panas dari cakram akresi lubang hitam, dan kemudian membandingkan angkanya dengan kecerahan keseluruhan galaksi di sekitarnya.
Menurut hipotesis yang cukup populer, semakin besar galaksi itu sendiri, semakin besar lubang hitam itu sendiri, yang terletak di pusatnya, bisa - tetapi dalam praktiknya, semuanya ternyata tidak sesederhana yang diharapkan.
“Kami menemukan bahwa lubang hitam bisa jauh lebih besar dari perkiraan ukuran undang-undang,” komentar penulis utama studi Mar Mezqua dari Space Science Institute di Spanyol.
Video promosi:
Alih-alih korelasi yang diharapkan dalam massa dan ukuran dengan galaksi mereka, sejumlah lubang hitam telah menunjukkan pertumbuhan dan penambahan massa yang jauh lebih cepat daripada ruang lain di sekitarnya. Ternyata sekitar 40 persen lubang hitam yang diteliti memiliki massa 10 miliar atau lebih kali massa Matahari. Di sini, bagaimanapun, harus diklarifikasi bahwa tidak ada rekaman massa yang terekam, dan keunggulannya masih dimiliki oleh lubang hitam galaksi NGC 4889, yang massanya setara dengan 21 miliar massa matahari. Selain itu, terdapat dugaan bahwa galaksi S5 0014 + 81, yang terletak sejauh 12,1 miliar tahun cahaya, berisi monster nyata bermassa sekitar 40 miliar Matahari. Namun demikian, sejumlah besar lubang hitam supermasif membuat para ilmuwan bertanya-tanya bagaimana bisa menjadi seperti itu.
Para peneliti memiliki dua teori: apakah lubang hitam ini awalnya tampak sangat besar dan kemudian menarik sebagian besar materi galaksi di sekitarnya, atau ada celah serius dalam pengetahuan kita tentang bagaimana galaksi menghasilkan lubang hitam.
“Apakah mereka begitu besar karena segera muncul seperti itu, atau apakah mereka dibantu oleh kondisi ideal yang memungkinkan mereka tumbuh sangat cepat selama beberapa miliar tahun? Kami tidak dapat menjawab pertanyaan ini sekarang,”kata Mezqua.
Namun, jawaban atas pertanyaan ini mungkin terdapat dalam penelitian lain yang diterbitkan di perpustakaan online terbesar makalah ilmiah arXiv.org dan menunggu verifikasi. Dalam perjalanannya, para ilmuwan mempelajari lebih dari 30.000 galaksi yang terletak dalam radius 12,2 miliar tahun cahaya, dan menemukan bahwa rasio laju pertumbuhan lubang hitam dan laju pertumbuhan bintang-bintang dipercepat dengan pertumbuhan galaksi tempat objek yang diteliti berada. Dengan kata lain, dalam galaksi dengan jumlah bintang yang banyak, lubang hitam selalu bersifat "rakus".
Kesimpulan yang lebih umum dari studi ini adalah bahwa memang ada hubungan antara pembentukan bintang dan lubang hitam, dan ini sangat membingungkan. Tentu saja, lebih dari selusin studi lagi akan diperlukan untuk lebih memahaminya. Tapi satu hal sudah menjadi jelas - tanpa raksasa ini, alam semesta kita akan terlihat sangat berbeda.
Nikolay Khizhnyak
