Tidur siang setelah makan berlebihan adalah dilema yang banyak dari kita cukup beruntung hadapi di Hari Natal. Penelitian baru menunjukkan bahwa, miliaran tahun yang lalu, ada beberapa hal yang terjadi lubang hitam Saya juga harus tidur siang setelah makan berlebihan.
Menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST)astronom mendeteksi keadaan tidak aktif lubang hitam supermasif yang ada hanya 800 juta tahun setelahnya ledakan besar. Monster kosmik ini pingsan setelah memakan gas dan debu galaksi dalam jumlah besar.
Lubang hitam luar biasa karena ukurannya yang mengerikan. Dengan massa sekitar 400 juta kali massa Matahari, ini adalah lubang hitam paling masif yang pernah dilihat di luar angkasa. JWST di alam semesta awal. Penemuan tersebut dipublikasikan pada 18 Desember di jurnal AlamSemakin memperumit misteri bagaimana lubang hitam supermasif menjadi begitu masif dengan begitu cepat di awal alam semesta.
Massa lubang hitam supermasif ini juga menonjol karena ketika para raksasa kosmik ini biasanya ditemukan di alam semesta lokal (dan saat ini), mereka hanya memiliki sekitar 0,1% massa galaksi induknya. Lubang hitam supermasif ini memiliki massa yang setara dengan sekitar 40% massa galaksi induknya.
Para ilmuwan memperkirakan lubang hitam sebesar itu akan makan dengan lahap dan kemudian tumbuh. Namun, lubang hitam ini melahap gas dengan kecepatan yang sangat lambat, sekitar seperseratus dari batas pertambahan maksimum yang mungkin terjadi pada lubang hitam sebesar ini.
Karena lubang hitam mempunyai batas luar yang disebut “cakrawala peristiwaYang menangkap cahaya (dan segala sesuatu yang melewatinya), jika tidak dengan rakus memberi makan dan menyinari materi tersebut, maka cenderung tidak terlihat.
Ketika mereka dikelilingi oleh materi dalam awan pipih yang disebut piringan akresi yang secara bertahap memberi makan mereka, pengaruh gravitasi lubang hitam supermasif menyebabkan gesekan yang sangat besar, yang membuat dapur kosmik ini bersinar. Emisi ini memungkinkan kita mendeteksi lubang hitam supermasif.
Namun, lubang hitam supermasif yang tidak aktif ini berbeda. Ini karena massanya yang sangat besar memberikan pengaruh gravitasi yang sangat besar sehingga membuatnya terlihat.
“Meskipun lubang hitam ini tidak aktif, ukurannya yang sangat besar memungkinkan kami mendeteksinya,” kata ketua tim Ignas Juodžbalis dari Kavli Institute of Cosmology di Cambridge. dalam sebuah pernyataan. “Keadaan latennya juga memungkinkan kita mengetahui massa galaksi induknya.
“Alam semesta awal berhasil menghasilkan beberapa monster absolut, bahkan di galaksi yang relatif kecil.”
Mengapa monster lubang hitam pertama menjadi masalah besar?
Sejak JWST memulai pengamatan kosmos pada tahun 2022, instrumen canggih ini telah menemukan lubang hitam supermasif pada tahap awal alam semesta.
Lubang hitam supermasif adalah raksasa kosmik dengan massa setara jutaan atau bahkan miliaran matahari. Berbeda dengan lubang hitam bermassa bintang, yang terbentuk ketika bintang masif runtuh, lubang hitam supermasif diperkirakan tumbuh melalui rantai penggabungan lubang hitam yang lebih masif dan asupan gas dan debu yang stabil dari galaksi induknya.
Proses ini diyakini memakan waktu lebih dari satu miliar tahun untuk menciptakan lubang hitam supermasif dengan massa bahkan pada skala terendah dari massa mengerikan tersebut. Artinya, mendeteksi lubang hitam supermasif dalam sejarah kosmos kita yang berusia 13,8 miliar tahun bukanlah masalah.
Namun, menjadi masalah jika JWST menemukan raksasa kosmik ini ketika alam semesta berusia kurang dari satu miliar tahun, bahkan terkadang 600 juta tahun setelah Big Bang. Besarnya ukuran lubang hitam pertama ini dan fakta bahwa ia tidak berkembang pesat karena adanya makanan membuat masalah ini semakin membingungkan.
“Ada kemungkinan lubang hitam ‘terlahir besar’, yang bisa menjelaskan mengapa JWST mendeteksi lubang hitam besar di awal alam semesta,” kata anggota tim dan peneliti Kavli Roberto Maiolino. “Tetapi kemungkinan lainnya adalah mereka mengalami periode hiperaktif, diikuti dengan periode tidak aktif dalam waktu lama.”
Lubang hitam mendorongnya melampaui batas hingga menjadi supercharged
Maiolino dan rekan-rekannya meninjau kembali masalah lubang hitam supermasif di alam semesta awal dengan melakukan simulasi mekanisme pertumbuhannya. Tim menemukan bahwa penjelasan yang paling mungkin adalah bahwa lubang hitam dapat melampaui batas pertambahan untuk sementara waktu.
Tutup makan ini dikenal sebagai “batas eddington“Hal ini menunjukkan bahwa setiap benda langit yang bertambah secara rakus akan mencapai titik di mana radiasi yang memompa keluar energinya akan mengeluarkan material tersebut, sehingga memutus pasokan makanannya.
Tim ini yakin lubang hitam pertama bisa mengalami lonjakan supercharging atau “pertambahan super-Eddington“Selama periode ini, lubang hitam rakus akan tumbuh dengan kecepatan yang sangat tinggi. Hal ini akan berlangsung antara 5 dan 10 juta tahun, setelah itu lubang hitam akan “tertidur” selama 100 juta tahun.
“Tampaknya berlawanan dengan intuisi untuk menjelaskan lubang hitam yang tidak aktif dengan periode hiperaktif, namun ledakan singkat ini memungkinkannya tumbuh dengan cepat sambil menghabiskan sebagian besar waktunya untuk tidur siang,” kata Maiolino.
Periode tidak aktif lubang hitam ini berlangsung 10 hingga 20 kali lebih lama dibandingkan fase akresi super Eddington, yang berarti para astronom lebih mungkin menangkap raksasa kosmik ini saat tidur siang dibandingkan saat makan malam.
Penemuan lubang hitam raksasa ini merupakan kemajuan besar bagi teori ini.
Lubang hitam awal yang mengerikan ini mungkin hanyalah puncak gunung es, dan tim menduga bahwa alam semesta awal mungkin dipenuhi oleh raksasa-raksasa yang sedang tidur ini. Sayangnya, sifat laten monster tersebut akan menyulitkan para astronom untuk menemukannya.
“Kemungkinan besar sebagian besar lubang hitam yang ada berada dalam kondisi tidak aktif. Saya terkejut kami menemukan lubang hitam ini, namun saya bersemangat memikirkan masih banyak lagi yang bisa kami temukan,” tutup Maiolino.
Awalnya diterbitkan di luar angkasa.com.
