Bagaimanakah lubang hitam terbentuk di alam semesta?

(Dan Tri) - Lubang hitam adalah gergasi dengan jisim berjuta-juta hingga berbilion kali lebih besar daripada Matahari kita. Mereka mencipta daya graviti yang begitu kuat sehingga cahaya pun tidak dapat melarikan diri.

Simulasi lubang hitam supermasif (Ilustrasi: Adobe).

Di tengah-tengah kebanyakan galaksi mengintai gergasi kosmik: lubang hitam supermasif. Objek misteri ini, dengan jisim berjuta-juta hingga berbilion-bilion kali lebih besar daripada Matahari kita, mengenakan tarikan graviti begitu kuat sehingga cahaya pun tidak dapat melarikan diri.

Lubang hitam sangat besar sehingga membentuk galaksi di sekelilingnya. Mereka mempengaruhi pembentukan bintang, evolusi galaksi, dan juga pergerakan keseluruhan gugusan bintang.

Tidak terkecuali Bima Sakti kita. Di tengah-tengahnya ialah Sagittarius A*, lubang hitam supermasif yang seberat empat juta matahari. Walaupun lubang hitam ini penting untuk kewujudan galaksi, kita masih tidak tahu dengan pasti bagaimana ia terbentuk.

Walau bagaimanapun, kajian baru model Pop III.1, yang diketuai oleh ahli astrofizik teori Jonathan Tan di Universiti Virginia, mendekati masalah yang membingungkan ini dengan perspektif yang baru.

Profesor Tan membina penyelidikan selama beberapa dekad untuk meletakkan asas bagi teori baharu yang boleh menjelaskan bagaimana badan kosmik gergasi ini terbentuk.

Menurut penyelidikan oleh beliau dan rakan-rakannya, keruntuhan generasi pertama bintang, juga dikenali sebagai protostar, mungkin telah menyebabkan pembentukan lubang hitam supermasif.

Model Pop III.1

Bintang yang terbentuk daripada hidrogen dan helium primordial dipanggil bintang Pop III (Ilustrasi: Angkasa).

Di alam semesta awal, jauh sebelum galaksi dan planet muncul, generasi pertama bintang telah dilahirkan. Bintang-bintang ini, yang terbentuk daripada hidrogen dan helium primordial, dinamakan bintang Pop III oleh ahli astrofizik.

Model Pop III.1, yang dibangunkan oleh Profesor Jonathan Tan, menerangkan bintang yang terbentuk dalam persekitaran yang tidak terjejas oleh unsur yang lebih berat. Tanpa karbon, oksigen atau logam berat untuk mengawal proses penyejukan, bintang pertama ini boleh mencapai jisim yang sangat tinggi.

Bayangkan bintang ratusan kali lebih besar daripada Matahari kita. Saiznya yang besar memberi mereka jangka hayat yang singkat, dengan cepat runtuh untuk membentuk lubang hitam pertama.

Lubang hitam primordial ini, sisa-sisa bintang Pop III, bertindak sebagai benih untuk pertumbuhan lubang hitam gergasi. Akhirnya, mereka menjadi lebih besar dan menjadi lubang hitam supermasif yang kini kita lihat di pusat-pusat galaksi. Para saintis juga telah menemui lubang hitam supermasif yang mempunyai berat 36 bilion kali lebih banyak daripada Matahari.

Bintang pop III.1 juga memainkan peranan penting dalam membentuk alam semesta awal. Sinaran kuat mereka mengionkan sekitar gas hidrogen, memulakan pengionan semula alam semesta.

Ini adalah detik penting apabila alam semesta mengubah struktur dan keseimbangan tenaganya. Hasilnya ialah pencahayaan kosmik secara tiba-tiba, yang dikenali sebagai "kilat" dalam kalangan astronomi.

Pengaruh dwi bintang Pop III.1 menjadikan mereka penting dalam memahami permulaan struktur kosmik.

Cabaran dan alternatif

Model Pop III.1 masih dianggap sebagai teori yang diterima secara saintifik (Ilustrasi: Angkasa).

Selain menerangkan pembentukan lubang hitam supermasif, teori Pop III.1 juga menangani beberapa masalah utama yang belum diselesaikan dalam kosmologi.

Isu ini termasuk "ketegangan Hubble", perbahasan tenaga gelap dinamik, dan juga anomali yang berkaitan dengan jisim neutrino.

Dengan mengaitkan bintang pertama dan sisa lubang hitamnya kepada evolusi besar-besaran alam semesta, model Profesor Tan menawarkan perspektif unik yang boleh membantu merungkai banyak misteri.

Walau bagaimanapun, senario Pop III.1 bukanlah satu-satunya idea. Teori lain mencadangkan bahawa lubang hitam primordial terbentuk terus daripada turun naik ketumpatan pada saat pertama selepas Big Bang.

Lubang hitam ini boleh menjadi benih lubang hitam supermasif. Pendekatan lain menunjukkan keruntuhan langsung awan gas gergasi yang tidak membentuk bintang.

Setiap teori mencadangkan mekanisme yang berbeza, semuanya bertujuan untuk menjelaskan misteri alam semesta.

Ramalan model Pop III.1 tentang pengionan alam semesta awal juga dicabar. Kekangan pemerhatian pada latar belakang gelombang mikro kosmik, terutamanya kesan dinamik Sunyaev-Zeldovich, mencadangkan bahawa jumlah dan masa pengionan semula mungkin sukar untuk diselaraskan.

Namun begitu, model Pop III.1 masih dianggap sebagai teori yang menarik, terus mencetuskan perdebatan tentang bagaimana salah satu struktur pertama alam semesta terbentuk.

Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ho-den-trong-vu-tru-hinh-thanh-nhu-the-nao-20250923030226135.htm