Lubang Hitam Bintang Supermasif Menjadi Quasarstar Dingin sebagai Siklus Alam Semesta

Tinuku

(KeSimpulan) Sebuah studi baru yang dipimpin oleh University of Colorado di Boulder menyatakan untuk pertama kali lubang hitam besar di alam semesta mungkin terbentuk dan tumbuh jauh seperti raksasa, starlike cocoons yang tertahan kekuatan radiasi x-ray mereka dan mencegah gas disekitarnya tertiup dari jauh.

Mitchell Begelman, professor dan direktur pada CU-Boulder's astrophysical and planetary sciences department mengatakan proses pembentukan melibatkan dua tahap. Pada awal pembentukan lubang hitam, benda-benda yang disebut bintang supermasif, mungkin mulai membentuk pertama kali dalam beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang sekitar 14 miliar tahun yang lalu. Sebuah bintang supermasif pada akhirnya akan bertambah menjadi ukuran besar (sebanyak puluhan juta kali massa matahari di tata surya) dan hidup sebentar dengan runtuhnya inti hanya dalam dalam beberapa juta tahun.

Dalam studi baru yang akan dipublikasikan pada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society di London, Begelman menghitung bagaimana bintang supermasif mungkin telah terbentuk, serta massa inti. Perhitungan ini memungkinkan untuk memperkirakan ukuran dan evolusi selanjutnya termasuk bagaimana akhirnya meninggalkan "benih" lubang hitam setelahnya.

Begelman mengatakan bahwa pembakaran hidrogen bintang supermasif harus stabil oleh rotasi mereka sendiri atau beberapa bentuk energi lain seperti medan magnet atau turbulensi dalam rangka untuk memfasilitasi pertumbuhan lubang hitam yang cepat di pusat-pusat mereka. "Apa yang baru di sini adalah kita berpikir telah menemukan mekanisme baru untuk membentuk bintang-bintang supermasif raksasa ini yang memberikan cara baru untuk memahami bagaimana lubang hitam besar mungkin telah terbentuk dalam waktu relatif cepat," kata Begelman.

Syarat utama untuk pembentukan bintang-bintang supermasif adalah masalah akumulasi pada laju sekitar satu massa matahari per tahun. Karena jumlah materi yang luar biasa dikonsumsi oleh bintang-bintang supermasif, benih berikutnya adalah lubang hitam yang terbentuk di pusat-pusat mereka yang mungkin sudah mulai keluar jauh lebih besar daripada lubang hitam biasa (merupakan massa hanya beberapa matahari) dan kemudian menjadi jauh lebih cepat.

Setelah benih lubang hitam terbentuk, proses memasuki tahap kedua, yang Begelman menjuluki panggung "quasarstar". Dalam fase ini, lubang hitam tumbuh dengan pesat dengan menelan materi dari pembengkakan gas di sekitar mereka yang akhirnya meningkat ke ukuran sebesar tata surya Bumi dan didinginkan pada saat yang sama. Setelah didinginkan quasarstar melewati titik tertentu, radiasi mulai melarikan diri pada tingkat tinggi menyebabkan gas menjadi buyar dan meninggalkan lubang hitam hingga 10.000 kali atau lebih dari massa matahari. Dengan kepala besar mulai dari awal lubang hitam biasa, mereka bisa tumbuh menjadi lubang hitam supermasif jutaan atau milyaran kali massa matahari baik dengan menelan gas dari sekitar galaksi atau bergabung dengan lubang hitam di galaksi yang bertabrakan sangat keras.

Fase quasistar yang dianalisis pada tahun 2008 yang diterbitkan oleh Begelman bekerjasama dengan profesor CU Phil Armitage dan peneliti Elena Rossi. "Sampai saat ini, pemikiran bahwa terjadinya lubang hitam supermasif mulai dari penggabungan berbagai lubang hitam kecil di alam semesta. Ini model baru pembangunan lubang hitam menunjukkan rute alternatif kemungkinan pembentukan mereka," kata Begelman. Lubang hitam sangat padat dengan benda-benda langit yang diyakini terbentuk oleh runtuhnya bintang-bintang dan memiliki medan gravitasi yang kuat maupun tidak bahkan cahaya dapat melarikan diri.

Sementara lubang hitam tidak secara langsung terdeteksi oleh para astronom, gerakan materi bintang berputar-putar di sekeliling mereka dan secara kuat peledakan semburan gas ke luar memberikan bukti bagi keberadaan mereka. Lubang hitam biasa dianggap sebagai sisa-sisa bintang yang sedikit lebih besar daripada matahari yang menggunakan bahan bakar yang dimiliki dan mati. Penyusunan lubang hitam supermasif di awal sejarah alam semesta mungkin telah berjalan untuk menghasilkan fenomena quasar (yang sangat terang), energi dari pusat galaksi yang jauh dapat satu triliun kali lebih terang dari matahari. Begelman mengatakan, ada juga bukti bahwa lubang hitam supermasif mendiami pusat setiap galaksi masif saat ini, termasuk galaksi Bima Sakti.

"Lubang hitam besar yang terbentuk dari bintang supermasif ini bisa memiliki dampak besar pada evolusi alam semesta, termasuk formasi galaksi. Begelman bekerja sama dengan Marta Volonteri, astrofisikawan dari University of Michigan, membandingkan kemungkinan pembentukan lubang hitam supermasif dari supermasif bintang dan quasistars versus bintang gabungan lubang hitam biasa yang ditinggalkan oleh runtuhnya alam semesta bintang awal. Para ilmuwan mungkin dapat menggunakan NASA's James Webb Space Telescope, dijadwalkan akan dioperasikan pada tahun 2013 untuk melihat kembali dalam waktu dan berburu bagi cocoon seperti bintang supermasif di tepi awal alam semesta yang akan bersinar terang dalam waktu dekat dengan bagian spektrum elektromagnetik inframerah.

Tinuku Store