Luar angkasa: Bagaimana lubang hitam terbesar di alam semesta tercipta?
Ada beberapa lubang hitam besar di Semesta yang telah kita ketahui, ukurannya miliaran kali lebih besar dari Matahari. Namun hanya sedikit yang diketahui tentang bagaimana monster-monster ini berbentuk dan tumbuh begitu besar. Teleskop dan teknik terbaru memberi cara baru untuk menelitinya.
Terletak di tengah-tengah konstelasi bintang Delphinus yang berbentuk seperti lumba-lumba dan Pegasus si kuda terbang, sebuah pusaran layaknya kincir melayang-layang di ruang angkasa.
Selama miliaran tahun, lengan-lengan spiral milik galaksi UCG 11700 berputar dengan damai, tak terganggu oleh tabrakan dan penggabungan benda-benda di luar angkasa yang mengubah bentuk galaksi lain.
Galaksi spiral seperti UCG 11700 memang menyenangkan untuk dilihat, namun sesuatu yang mengerikan berdiam di pusat pusarannya.
Di tengah-tengah roda kosmos yang cantik ini, berdiam salah satu objek paling misterius di alam semesta — sebuah lubang hitam supermasif (supermassive black hole)
Ukuran lubang hitam yang standar biasanya berkisar mulai dari sekitar empat kali massa Matahari. Sementara, supermassive black hole, bisa jutaan, bahkan miliaran, kali lebih besar.
Para ilmuwan meyakini bahwa semua galaksi besar memiliki sebuah lubang hitam supermasif di inti galaksinya. Tapi tak seorang pun yang mengetahui, mengapa bisa begitu.
Di sinilah UCG 11700 terbukti sangat bermanfaat.
"Galaksi ideal untuk penelitian saya adalah galaksi spiral paling cantik, paling sempurna, yang bisa Anda bayangkan," kata Becky Smethurst, peneliti junior di Universitas Oxford yang mempelajari lubang hitam supermasif.
"Galaksi-galaksi tercantik dapat membantu kita memecahkan misteri bagaimana lubang hitam muncul."
Bagaimana lubang hitam tercipta?
Mempelajari sesuatu yang, secara alami sangat padat sehingga cahaya pun tak dapat menghindarinya, sangat sulit.
Namun teknik terbaru yang mencari efek yang ditimbulkan oleh lubang hitam-lubang hitam tersebut pada objek-objek luar angkasa di sekitarnya, juga meneliti riak-riak yang mereka sebabkan dalam struktur ruang dan waktu, memberikan petunjuk baru.
Ada rahasia kecil tentang pembentukan dan pertumbuhan lubang hitam konvensional.
Bintang yang mati kehabisan energi, meledak dalam supernova, tertelan oleh dirinya sendiri, lalu menjadi sangat padat sampai-sampai cahaya sekalipun tak mampu melepaskan diri dari gravitasinya.
Gagasan tentang lubang hitam ini telah ada selama puluhan tahun dan diprediksi dalam Teori Relativitas Umum milik Albert Einstein.
Dalam budaya pop, lubang hitam digambarkan gelap pekat dan selalu lapar. Mereka meluncur di Semesta sembari mengisap apa saja yang mereka lalui, dan tumbuh semakin besar karenanya.
Karena penggambaran ini, orang-orang berpikir lubang hitam supermasif adalah jenis yang paling tua dan paling lapar.
Dalam kenyataannya, lubang hitam tak semengerikan itu.
Mereka sesungguhnya tak terlalu efisien dalam mengakresi (jargon fisika untuk "mengisap") material di sekeliling mereka, bahkan di inti galaksi yang padat.
Faktanya, bintang yang hancur tumbuh menjadi besar dengan amat sangat lambat, mereka tidak mungkin bisa menjadi supermasif hanya dengan mengisap material-material baru.
"Anggap saja bintang-bintang yang pertama membentuk lubang hitam sekitar 200 juta tahun setelah Dentuman Besar," kata Smethurst.
"Setelah mereka hancur, mereka butuh sekitar 13,5 miliar tahun untuk tumbuh menjadi lubang hitam dengan massa miliaran kali Matahari. Itu adalah waktu yang terlalu singkat untuk menjadi sebesar itu, jika hanya dengan akresi."
Yang lebih membingungkan lagi, lubang hitam supermasif sudah ada ketika Semesta masih sangat muda.
Kuasar-kuasar yang jauh, salah satu objek kosmos yang paling terang di angkasa, sebenarnya adalah lubang hitam supermasif yang sangat tua, yang membakar inti galaksi yang telah mati.
Beberapa kuasar raksasa telah ada setidaknya sejak Semesta berumur 670 juta tahun — waktu yang sama dengan terbentuknya sejumlah galaksi yang paling tua.
Meskipun pusat dari lubang hitam hingga kini tak diketahui, lubang hitam supermasif dapat bersinar lebih terang dari segalaksi bintang-bintang, dan bahkan bisa mengeluarkan "sendawa" berupa radiasi ultraviolet saat menelan materi di sekitar mereka.
Lubang hitam memiliki batasan melengkung yang dinamai Cakrawala Kejadian (Event Horizon). Di dalam selingkung itu, cahaya, energi, dan materi terperangkap dan tak bisa melepaskan diri.
Ruang dan waktu punya aturan berbeda di sana, sehingga hukum fisika yang menjelaskan sebagian besar cara kerja Semesta tak berlaku di sana.
Namun, tepat di luar Cakrawala Peristiwa, lubang hitam yang berputar dapat menyabet materi di dekatnya menjadi cakram yang berputar dan memanas.
Cakram-cakram di dalam kuasar bisa mencapai suhu lebih tinggi dari 10 juta Celcius, membuat mereka mampu melepaskan cahaya yang sinarnya membutakan di seluruh spektrum elektromagnetik.
"Lubang hitam adalah mesin yang paling efektif, dan efisien, di Alam Semesta," ujar Marta Volonteri, peneliti lubang hitam di l'Institut d'Astrophysique de Paris.
"Mereka mengubah massa menjadi energi dengan efisiensi mencapai 40 persen. Jika Anda memikirkan apa saja yang kita bakar dengan karbon, atau energi kimia, atau bahkan apa yang terjadi pada bintang-bintang — itu setara dengan bagian yang sangat sangat kecil dari apa yang diproduksi oleh lubang hitam."
No comments: