visitaaponce.com

Lubang Hitam Supermasif Berputar Lebih Cepat dari Perkiraan

Lubang Hitam Supermasif Berputar Lebih Cepat dari Perkiraan
Penelitian terbaru menggunakan metode "arkeologi lubang hitam" mengungkap bahwa beberapa lubang hitam supermasif berputar jauh lebih cepat dari yang diperkirakan.(NASA)

PARA ilmuwan menemukan beberapa lubang hitam supermasif berputar jauh lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Penemuan ini merupakan hasil dari metode baru yang disebut "arkeologi lubang hitam," yang menghubungkan laju putaran lubang hitam dengan gas dan debu yang telah mereka konsumsi selama lebih dari 7 miliar tahun sejarah kosmik.

Temuan yang berasal dari survei Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ini mengungkap beberapa hal menarik. Pertama, alam semesta awal mungkin lebih teratur daripada yang diperkirakan sebelumnya. Kedua, pertumbuhan lubang hitam supermasif tidak hanya terjadi melalui penggabungan bertahap dari lubang hitam yang semakin besar akibat tabrakan dan penggabungan galaksi, tetapi juga didukung konsumsi besar-besaran gas dan debu di sekitarnya.

"Kami telah mempelajari lubang hitam raksasa yang berada di pusat galaksi, dari masa sekarang hingga sejauh 7 miliar tahun yang lalu," kata Logan Fries, anggota tim dari Universitas Connecticut, dalam sebuah pernyataan. "Secara tak terduga, kami menemukan mereka berputar terlalu cepat jika hanya terbentuk melalui penggabungan galaksi saja.

"Mereka pasti juga terbentuk dengan mengakumulasi material yang jatuh ke dalamnya, yang membuat lubang hitam bertambah besar secara bertahap sekaligus mempercepat putarannya."

Mengukur Putaran Lubang Hitam Bukanlah Hal Mudah

Meskipun lubang hitam supermasif memiliki massa jutaan hingga miliaran kali lipat dari matahari dan mampu membentuk seluruh galaksi di sekitarnya, secara keseluruhan, mereka sebenarnya cukup sederhana.

Mereka dapat didefinisikan hanya dengan tiga karakteristik utama: massa, putaran, dan, yang kurang penting, muatan listrik. Fisikawan John Wheeler bahkan pernah menggambarkan kesederhanaan ini dengan mengatakan "lubang hitam tidak memiliki rambut," artinya tidak ada fitur tambahan yang membedakan mereka selain dari dua karakteristik utama tersebut.

"Lubang hitam tampak sangat eksotis, tetapi Anda bisa mendeskripsikannya hanya dengan dua angka: massa dan tingkat putaran," jelas Fries. "Masalahnya, massa sulit diukur, dan putaran bahkan lebih sulit."

Kecepatan putaran lubang hitam sulit dibedakan dari kecepatan rotasi cakram akresi—lapisan gas dan debu berbentuk pipih yang mengelilinginya.

"Tantangannya terletak pada memisahkan putaran lubang hitam dari putaran cakram akresi yang mengelilinginya," kata Jonathan Trump, peneliti dari Universitas Connecticut yang juga anggota tim. "Kuncinya adalah melihat area terdalam, tempat gas jatuh ke cakrawala peristiwa lubang hitam.

"Ketika lubang hitam berputar, ia menyeret material terdalam tersebut bersamanya, yang menciptakan perbedaan yang bisa diamati saat kita menganalisis detail pengukuran."

Rekaman Fosil Kosmik

Tim peneliti menangani tantangan mengukur putaran lubang hitam dengan menggunakan proyek Reverberation Mapping dari SDSS. Proyek ini telah melakukan pengukuran massa yang sangat presisi untuk ratusan lubang hitam serta mengamati struktur cakram akresi dengan detail tinggi.

Data yang diperoleh berbentuk spektrum cahaya yang dipancarkan di seluruh spektrum elektromagnetik. Dengan analisis ini, para ilmuwan dapat mulai mengukur kecepatan putaran lubang hitam di pusat galaksi.

Perubahan kecil dalam panjang gelombang cahaya memberikan banyak informasi mengenai rotasi lubang hitam. Saat material jatuh ke dalam lubang hitam, ia juga membawa momentum sudut, yang dapat mengungkap riwayat pertumbuhan lubang hitam tersebut.

"Saya menyebut pendekatan ini sebagai 'arkeologi lubang hitam' karena kita mencoba memahami bagaimana massa lubang hitam bertambah seiring waktu," kata Fries. "Dengan melihat putaran lubang hitam, kita sebenarnya sedang membaca rekaman fosilnya."

Rekaman "fosil" ini dapat diuraikan dengan membandingkan tingkat putaran yang diamati dengan tingkat yang diprediksi.

Saat ini, model yang paling diterima menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif tumbuh melalui penggabungan, yang terjadi ketika galaksi induknya bertabrakan dan menyatu. Karena masing-masing galaksi memiliki tingkat rotasi dan orientasi yang berbeda, ketika mereka bergabung, rotasi tersebut bisa saling meniadakan atau malah saling menguatkan—kedua hasil ini seharusnya memiliki kemungkinan yang sama besar.

Berdasarkan teori ini, ilmuwan memperkirakan bahwa lubang hitam seharusnya berputar dengan sangat lambat. Namun, hasil penelitian ini menunjukkan sebaliknya.

Tak hanya menemukan bahwa banyak lubang hitam berputar lebih cepat dari yang diharapkan, penelitian ini juga mengungkap bahwa lubang hitam di galaksi yang lebih jauh memiliki putaran yang bahkan lebih cepat dibandingkan yang berada di alam semesta lokal.

Hal ini mengindikasikan putaran lubang hitam bisa bertambah secara bertahap seiring waktu. Salah satu cara yang memungkinkan adalah melalui akumulasi momentum sudut dari debu dan gas yang masuk ke dalam lubang hitam secara perlahan.

Para peneliti dapat menguji lebih lanjut gagasan ini dan memverifikasi hasilnya dengan menggunakan pengamatan dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST). Sejak dioperasikan tiga tahun lalu, JWST telah menemukan lubang hitam supermasif dari periode yang semakin awal dalam sejarah alam semesta.

"Lubang hitam benar-benar berada di garis depan pemahaman manusia," kata Juna Kollmeier, Direktur SDSS-V, fase terbaru dari proyek SDSS. "Kami melakukan survei astronomi besar seperti SDSS untuk membangun gambaran astrofisika empiris mengenai sifat dasar lubang hitam, sehingga teori-teori kami dapat diuji kebenarannya." (space/Z-3)



Cek berita dan artikel yg lain di Google News dan dan ikuti WhatsApp channel mediaindonesia.com
Editor : Thalatie Yani

Terkini Lainnya

Tautan Sahabat