Ada dua jenis 'lubang hitam' yang dianggap ada menurut teori modern. Yang pertama adalah sisa-sisa bintang mati dan yang lainnya dikenal sebagai Lubang Hitam Super Masif. Pertama mari kita pertimbangkan bagaimana lubang hitam normal dapat terbentuk. Diperkirakan ada dua cara, keduanya terkait dengan kematian bintang besar. Bintang biasa seperti Matahari kita berukuran sedang dalam kisaran ukuran yang dapat dicapai bintang. Beberapa sampai seratus kali lebih kecil (kurang masif) dari Matahari yang lain mungkin sampai seratus kali lebih besar. Bintang-bintang terkecil bertahan untuk waktu yang sangat lama karena mereka menggunakan bahan bakarnya, gas Hidrogen, dengan sangat lambat. Ketika bahan bakar mereka habis, mungkin setelah 100 miliar tahun mereka secara bertahap akan menjadi lebih dingin dan akhirnya 'mati'.
Bintang seukuran Matahari kita mengakhiri kehidupan setelah sekitar 10 miliar tahun dengan cara yang lebih spektakuler. Bintang-bintang di bawah ukuran sekitar 3 massa matahari menyelesaikan siklus aktifnya dengan cara yang lebih spektakuler daripada bintang-bintang yang lebih kecil. Dalam waktu sekitar 5 miliar tahun lagi, ketika Matahari kita berusia sekitar 10 miliar tahun, ia akan menghabiskan sebagian besar bahan bakar Hidrogennya dan produk limbahnya, Helium, akan menumpuk di pusatnya. Fusi (atau pembakaran) Hidrogen akan berlangsung lama di sekitar perbatasan antara Hidrogen dan Helium. Semakin banyak massa Bintang yang dipindahkan di dalam zona fusi, fluks radiasi menjadi lebih kuat daripada gaya gravitasi yang diberikan oleh lapisan gas luar. Lapisan gas luar ini kemudian mulai mengembang dan mengembang. Saat permukaan luar Bintang mengembang, energi terpancar dari tungku fusi didistribusikan ke area yang jauh lebih besar dan akan menjadi lebih dingin. Suhu permukaan turun dari sekitar 6500ºC menjadi sekitar 3000ºC dan bintang menjadi Raksasa Merah. Akhirnya kulit terluar terlempar ke luar angkasa. Dengan hilangnya massa tekanan di zona fusi berkurang sampai reaksi pecah dan 'api padam'. Matahari kemudian akan berkontraksi di bawah gravitasinya sendiri dan menjadi Kerdil Putih, bersinar hanya karena panas yang dihasilkan oleh gesekan yang disebabkan oleh kontraksi. Akhirnya akan mendingin menjadi katai hitam padat yang dingin. Cangkang yang diledakkan menjadi nebula planet seperti Nebula Cincin M57 di Lyra. Akhirnya kulit terluar terlempar ke luar angkasa. Dengan hilangnya massa tekanan di zona fusi berkurang sampai reaksi pecah dan 'api padam'. Matahari kemudian akan berkontraksi di bawah gravitasinya sendiri dan menjadi Kerdil Putih, bersinar hanya karena panas yang dihasilkan oleh gesekan yang disebabkan oleh kontraksi. Akhirnya akan mendingin menjadi katai hitam padat yang dingin. Cangkang yang diledakkan menjadi nebula planet seperti Nebula Cincin M57 di Lyra. Akhirnya kulit terluar terlempar ke luar angkasa. Dengan hilangnya massa tekanan di zona fusi berkurang sampai reaksi pecah dan 'api padam'. Matahari kemudian akan berkontraksi di bawah gravitasinya sendiri dan menjadi Kerdil Putih, bersinar hanya karena panas yang dihasilkan oleh gesekan yang disebabkan oleh kontraksi. Akhirnya akan mendingin menjadi katai hitam padat yang dingin. Cangkang yang diledakkan menjadi nebula planet seperti Nebula Cincin M57 di Lyra.
M57 Nebula Cincin
Bintang kelas berat memiliki akhir yang jauh lebih dramatis seperti yang disaksikan para astronom di belahan bumi selatan pada tahun 1987. Sebuah bintang yang sebelumnya hanya terlihat melalui teleskop yang kuat tiba-tiba meledak dan bersinar begitu terang sehingga mudah terlihat dengan mata telanjang. Bintang itu mati sebagai supernova. Penumpukan supernova dimulai setelah bintang berat menjalani urutan kehidupan utamanya. Bintang itu akan menggunakan banyak pasokan hidrogennya dan menghasilkan inti Helium yang kompak. Namun, ini bukanlah akhir dari cerita. Di tengah bintang yang begitu masif, tekanan dan suhu terus meningkat hingga atom helium mulai melebur menjadi unsur yang lebih berat, karbon. Reaksi ini menghasilkan energi ekstra untuk menjaga bintang tetap bersinar. Akhirnya, peningkatan suhu dan tekanan menggabungkan karbon menjadi elemen yang lebih berat seperti neon, silikon, dan akhirnya besi. Pada titik ini, inti bintang seperti bawang, dengan lapisan konsentris (dari dalam ke luar) dari besi, silikon, neon, karbon, helium, dan hidrogen. Proses ini tidak dapat berlangsung terus menerus. Pada peleburan inti besi, reaksi tersebut tidak menghasilkan energi berlebih malahan memakan energi sehingga pusat bintang menjadi tidak stabil. Hanya dalam beberapa detik, tiba-tiba runtuh seluruhnya. Gelombang energi dari inti yang runtuh menghancurkan bintang, dalam ledakan besar supernova. ia mengkonsumsi energi sehingga pusat bintang menjadi tidak stabil. Hanya dalam beberapa detik, tiba-tiba runtuh seluruhnya. Gelombang energi dari inti yang runtuh menghancurkan bintang, dalam ledakan besar supernova. ia mengkonsumsi energi sehingga pusat bintang menjadi tidak stabil. Hanya dalam beberapa detik, tiba-tiba runtuh seluruhnya. Gelombang energi dari inti yang runtuh menghancurkan bintang, dalam ledakan besar supernova.
Sekarang apa yang terjadi pada inti supernova yang runtuh? Pada 1930-an, dua astronom yang bekerja di AS, Fritz Zwicky dan Walter Baade, menyarankan bahwa ia menyusut menjadi bola kecil, lebih kecil dari katai putih, seluruhnya terbuat dari partikel subatom yang disebut neutron. Pada tahun 1967 dua astronom radio di Cambridge, Tony Hewish dan Jocelyn Bell, menangkap sinyal radio reguler yang datang dari langit. Mereka menolak gagasan bahwa itu mungkin "manusia hijau kecil" yang mencoba menghubungi Bumi, dan menyadari bahwa mereka malah menemukan semacam mercusuar alami di luar angkasa.
Bintang Neutron di M1 Nebula Kepiting
Lentera mercusuar memancarkan sinar cahaya yang tampak berkedip saat lentera berputar. Sinyal yang ditangkap di Cambridge pasti berasal dari mercusuar kosmik yang memancarkan sinar gelombang radio, dan berputar sekitar satu detik. Dari pengetahuan kita saat ini, hanya satu jenis bintang yang cukup kecil untuk berputar begitu cepat, bintang neutron.
Bintang-bintang neutron mungkin tampak sangat aneh, tetapi teori memprediksikan jenis 'mayat bintang' yang lebih aneh lagi, sebuah Lubang Hitam. Jika inti supernova yang runtuh terlalu masif (lebih berat dari tiga matahari), ia tidak dapat berakhir sebagai bintang neutron. Gravitasinya sendiri begitu kuat sehingga inti terus menyusut, hingga menjadi titik matematis, tanpa ukuran sama sekali dan kepadatan tak terbatas. Mengelilingi titik ini adalah wilayah beberapa kilometer di mana gravitasi begitu kuat sehingga tidak ada yang bisa lolos, bahkan cahaya. Wilayah ini adalah lubang hitam. Itu 'hitam' karena bahkan cahaya pun tidak bisa lepas; dan bahkan jika Anda mencoba meneranginya, lubang itu akan menelan sinar dari obor Anda. Ini adalah 'lubang' karena apa pun yang Anda lempar ke dalamnya tidak akan pernah bisa muncul lagi, betapapun kuatnya mesin roket yang Anda ikat. Tepi area ruang di sekitar Lubang Hitam di mana pengaruhnya terasa, dikenal sebagai Cakrawala Peristiwa. Hal ini berlaku point of no return. Apa pun yang melintasi cakrawala peristiwa akan ditarik ke dalam Lubang Hitam dan tidak akan pernah bisa kembali. Bahkan cahaya yang melintasi batas ini tidak dapat lepas dari tarikan gravitasi yang kuat dari Lubang Hitam.
Sinar cahaya yang dipengaruhi oleh Lubang Hitam
Di tengah area bola yang tertutup oleh Cakrawala Peristiwa adalah massa Lubang Hitam. Tidak diketahui seberapa besar benda itu, mungkin saja dari beberapa meter hingga kurang dari ukuran atom. Objek ini juga disebut Singularitas dan digambarkan sebagai titik dengan ukuran yang sangat kecil dan massa yang tidak terbatas. Semua benda asli (massa) bintang yang membentuk Lubang Hitam dan semua materi lain yang dihisapnya, masih ada tetapi dihancurkan dari keberadaan normal. Sebuah bintang neutron hanya memiliki diameter sekitar 25 kilometer dan materi di dalamnya sangat padat sehingga sebuah kepala peniti materi dari bintang neutron akan memiliki massa satu juta ton. Gravitasinya begitu kuat sehingga seorang astronot yang mencoba mendarat di permukaannya akan hancur dan menyebar hingga membentuk lapisan setebal satu atom saja. Seorang astronot yang mendekati Lubang Hitam dan melewati cakrawala peristiwa akan mengalami tarikan gravitasi yang sangat besar. Tarikan pada kakinya akan lebih besar dari pada kepalanya sehingga tubuhnya akan mulai meregang. Perbedaan gravitasi akan segera menjadi begitu besar sehingga tubuhnya akan terkoyak dan terbentang dari cakrawala peristiwa ke singularitas di tengahnya. Astronot akan diregangkan seperti untaian spageti sehingga prosesnya disebut 'Speghettifcation'.
Seperti bintang neutron, astronom pertama kali memprediksi lubang hitam pada 1930-an. Hanya dalam beberapa tahun terakhir mereka menemukan beberapa bukti untuk mereka. Di konstelasi Cygnus (angsa), ada sumber kuat sinar-X, bernama Cyg X-1. Para astronom telah menemukan bintang pada titik ini di langit. Bintang itu sendiri cukup biasa, dan tidak dapat menghasilkan sinar-X. Tapi itu tidak sendiri, ia mengorbit di sekitar bintang pendamping yang tidak terlihat di teleskop biasa. Dengan mengamati bintang yang terlihat dengan hati-hati, para astronom menemukan bahwa pendampingnya yang tidak terlihat sedang mengerahkan tarikan gravitasi dari sebuah benda seberat 10 Matahari. Ini terlalu berat untuk menjadi bintang neutron sehingga satu-satunya kemungkinan adalah bahwa itu adalah lubang hitam. Kadang-kadang bintang normal mungkin berada dalam orbit yang sangat dekat dengan Lubang Hitam. Jika bintang normal terlalu dekat, material dapat terkoyak dari permukaannya oleh gravitasi yang sangat besar dari Black Hole. Saat material jatuh ke dalam Lubang Hitam, sejumlah besar energi dihasilkan, terutama sebagai Sinar-X. Materi tersebut membentuk piringan berputar yang berputar semakin cepat karena ditarik semakin dekat ke Lubang Hitam. Akhirnya gesekan dalam material menghasilkan begitu banyak panas sehingga sebagian besar dihancurkan dan diubah menjadi energi radiasi dalam bentuk Sinar-X. Sistem Biner Sinar-X ini sangat terang dan bila dilihat dengan menggunakan teleskop luar angkasa sinar-X khusus bersinar lebih terang daripada semua bintang normal lainnya. Material dirobek bintang normal oleh Lubang Hitam Materi tersebut membentuk piringan berputar yang berputar semakin cepat karena ditarik semakin dekat ke Lubang Hitam. Akhirnya gesekan dalam material menghasilkan begitu banyak panas sehingga sebagian besar dihancurkan dan diubah menjadi energi radiasi dalam bentuk Sinar-X. Sistem Biner Sinar-X ini sangat terang dan bila dilihat dengan menggunakan teleskop luar angkasa sinar-X khusus bersinar lebih terang daripada semua bintang normal lainnya. Material dirobek bintang normal oleh Lubang Hitam Materi tersebut membentuk piringan berputar yang berputar semakin cepat karena ditarik semakin dekat ke Lubang Hitam. Akhirnya gesekan dalam material menghasilkan begitu banyak panas sehingga sebagian besar dihancurkan dan diubah menjadi energi radiasi dalam bentuk Sinar-X. Sistem Biner Sinar-X ini sangat terang dan bila dilihat dengan menggunakan teleskop luar angkasa sinar-X khusus bersinar lebih terang daripada semua bintang normal lainnya. Material dirobek bintang normal oleh Lubang Hitam
Jenis Black Hole lainnya ditemukan di pusat banyak galaksi. Ini adalah jutaan atau bahkan miliaran kali massa Matahari kita dan sangat kuat sehingga mereka melahap seluruh bintang. Bintang-bintang terkoyak oleh gravitasi yang sangat besar saat mereka berputar semakin cepat ke dalam Lubang Hitam. Saat mereka menghilang sebagian besar massa mereka diubah menjadi sinar-X.
Lubang Hitam Super Besar di Galaksi Aktif
Gambar terbaru yang diambil oleh teleskop ruang angkasa X-Ray telah menunjukkan sejumlah bintang yang sangat besar berputar, dengan kecepatan luar biasa, menuju objek besar di pusat galaksi kita. Objek ini memiliki massa jutaan kali Matahari kita dan tampaknya cukup kecil. Oleh karena itu, itu pastilah Lubang Hitam Super Besar-besaran. Pusat galaksi kita berada di arah konstelasi Sagitarius tetapi dikaburkan dari pandangan teleskop biasa oleh awan gas dan debu yang sangat besar. Untungnya pusat galaksi kita sedang sepi saat ini tetapi beberapa galaksi memiliki pusat yang sangat aktif di mana sejumlah besar bintang dihancurkan oleh Lubang Hitam Super Besar.
Galaksi di mana lubang hitam pusat melahap bintang menghasilkan sinar-X yang kuat dan mengembangkan pancaran partikel yang sangat besar, menempuh perjalanan jutaan tahun cahaya. Keberadaan Lubang Hitam telah disimpulkan dari pengaruhnya terhadap bintang lain di lingkungan mereka, tetapi pasti ada Lubang Hitam yang sendirian tanpa pendamping. Lubang Hitam pinjaman ini, sedang dicari dengan cara mereka membelokkan cahaya dari bintang yang lebih jauh saat lewat di depan mereka. Beberapa kandidat telah ditemukan tetapi lebih banyak diperlukan untuk membuktikan bahwa mereka benar-benar ada
0 komentar:
Post a Comment