Studi menemukan lubang hitam paling awal lahir dalam keadaan lapar

Lubang hitam pertama di alam semesta lahir dalam keadaan kelaparan.

Sebuah studi baru menemukan bahwa lubang hitam paling awal tidak memiliki materi di dekatnya untuk ditelan, sehingga relatif diam di dalam kantong kosong.

Temuan ini, berdasarkan simulasi komputer paling detail hingga saat ini, bertentangan dengan gagasan sebelumnya bahwa lubang hitam pertama ini dengan cepat mengumpulkan massa dan menggelembung menjadi lubang hitam supermasif yang mengintai di pusat banyak galaksi saat ini.

“Ada spekulasi bahwa lubang hitam pertama ini adalah benih dan mengumpulkan materi dalam jumlah besar,” kata pemimpin penelitian Marcelo Alvarez, ahli astrofisika di Institut Kavli untuk Astrofisika dan Kosmologi Partikel di California. “Kami baru mengetahui bahwa hal ini bisa menjadi jauh lebih kompleks dari itu.”

Alvarez dan rekannya membuat simulasi komputer awal alam semesta berdasarkan pengukuran radiasi latar kosmik yang tersisa dari Big Bang, yang menurut para ilmuwan merupakan permulaan alam semesta 13,7 miliar tahun yang lalu. Model tersebut menggunakan kondisi awal dan hukum fisika untuk melihat bagaimana alam semesta berevolusi.

Studi ini dirinci dalam The Astrophysical Journal Letters edisi mendatang. Kavli Institute berada di Laboratorium Akselerator Nasional Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) di Menlo Park, California.

Lubang hitam yang lapar dan lapar

Dalam simulasi alam semesta muda, awan gas mengembun membentuk bintang-bintang pertama. Karena sifat kimiawi gas pada saat itu, bintang-bintang ini jauh lebih besar daripada bintang-bintang masa kini dan beratnya lebih dari seratus kali massa Matahari.

Dalam waktu singkat, bintang-bintang masif dan panas ini kehabisan bahan bakar internalnya dan runtuh karena beratnya sendiri yang sangat besar sehingga membentuk lubang hitam. Namun karena bintang-bintang masif memancarkan radiasi yang sangat kuat ketika mereka masih hidup, mereka menghempaskan sebagian besar gas di dekatnya, sehingga hanya menyisakan sedikit materi untuk dimakan oleh lubang hitam yang dimakan olehnya.

Alih-alih dengan cepat menelan bongkahan besar materi dan tumbuh menjadi lubang hitam yang lebih besar, simulasi tersebut menunjukkan bahwa lubang hitam pertama di alam semesta tumbuh kurang dari satu persen massa aslinya selama seratus juta tahun.

Para ilmuwan tidak mengetahui apa yang akhirnya terjadi dengan lubang hitam yang kelaparan ini.

“Ada kemungkinan bahwa mereka bergabung menjadi objek yang lebih besar yang kemudian runtuh menjadi lubang hitam, membawa serta lubang hitam pertama ini,” kata Alvarez kepada SPACE.com. Kemungkinan lainnya adalah mereka dikeluarkan dari galaksi melalui interaksi dengan objek lain dan sekarang hanya melayang-layang di lingkaran halo galaksi.

Apapun yang terjadi, para peneliti berpendapat bahwa lubang hitam pionir ini mungkin memainkan peran penting dalam membentuk evolusi galaksi pertama.

Bahkan jika mereka sedang diet, lubang hitam kemungkinan besar menghasilkan sejumlah besar radiasi sinar-X, yang dilepaskan ketika massa jatuh ke dalam lubang hitam. Radiasi ini dapat mencapai gas bahkan dari jarak jauh dan memanaskannya hingga suhu yang terlalu tinggi untuk mengembun dan membentuk bintang. Oleh karena itu, lubang hitam pertama mungkin mencegah pembentukan bintang di sekitarnya.

Awan gas panas ini mungkin bertahan selama jutaan tahun tanpa menghasilkan bintang, kemudian akhirnya runtuh karena beratnya sendiri dan menciptakan lubang hitam supermasif.

Meski gagasan ini hanya spekulasi, para peneliti tertarik dengan kemungkinan konsekuensi lubang hitam pertama di alam semesta.

“Pekerjaan ini kemungkinan akan membuat orang memikirkan kembali bagaimana radiasi dari lubang hitam ini berdampak pada lingkungan sekitar,” kata John Wise dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md. “Lubang hitam bukan sekedar bongkahan materi yang mati; mereka sebenarnya mempengaruhi bagian lain galaksi.”

Hak Cipta © 2009 Imajinasi Corp. Semua hak dilindungi undang-undang. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.