Studi: Lubang Hitam Supermasif Pengaruhi Evolusi Kosmos Alam Semesta

KOMPAS.com - Lubang hitam supermasif atau lubang hitam berukuran sangat besar dan sangat kuat disebut sebagai "penguasa" yang bisa mendorong evolusi kosmos.

Energi yang tumpah dari bagian lubang hitam yang berputar-putar dapat menentukan lanskap pembibitan dan kuburan bintang di galaksi yang mengelilinginya.

Bahkan dengan massa yang setara dengan miliaran matahari, ahli menemukan benda raksasa ini hanya seperti tusukan jarum di inti galaksi yang luas.

Temuan baru-baru ini terkait kekuatan lubang hitam supermasif yang dapat mendorong evolusi kosmos ini sangat mengejutkan.

Dilansir Science Alert, Jumat (11/6/2021), tim yang terdiri dari astronom dan astrofisikawan di seluruh dunia telah menemukan tanda-tanda bahwa lubang hitam supermasif di banyak jantung galaksi tidak hanya memengaruhi distribusi bintang-bintang di sekitarnya, tapi juga membentuk galaksi-galaksi terdekat.

Dengan menganalisis data arsip di hampir 125.000 galaksi satelit yang mengelilingi puluhan ribu massa yang lebih berat, tim mengidentifikasi hubungan antara jumlah bintang baru lahir di gugus yang mengorbit dan posisinya.

"Anehnya kami menemukan bahwa galaksi satelit membentuk lebih banyak atau lebih sedikit bintang tergantung pada orientasinya terhadap galaksi pusat," kata astronom Annalisa Pillepich dari Institut Astronomi Max Planck.

Dalam beberapa tahun terakhir, semakin jelas terlihat bahwa energi yang berkecamuk di inti galaksi besar yang penuh sesak lebih dari sekadar mampu mengukir lanskap kosmik menjadi zona yang kompleks.

Debu dan gas yang ditarik ke dalam sumur gravitasi ekstrim objek seperti lubang hitam supermasif tidak hanya bersinar dengan radiasi yang kuat tetapi juga direduksi menjadi plasma kabur berkecepatan tinggi yang menghasilkan medan magnet, yang pada gilirannya meluncur dari partikel dengan kecepatan gila.

Angin plasma dan cahaya ini memiliki dua efek yang tampaknya bertentangan.

Efek pertama, mereka dapat menyapu seluruh wilayah ruang angkasa dari material yang mungkin runtuh menjadi bintang baru dalam fenomena yang dikenal sebagai quenching.

Kedua, mereka dapat memberikan dorongan yang diperlukan untuk menumpuk material ke awan yang cukup padat untuk menggumpal menjadi "bayi matahari".

Sementara para astronom terus mencari tahu proses yang terlibat dalam menentukan nasib masing-masing galaksi, Pillepich dan rekan-rekannya memutuskan untuk melihat lebih jauh.

Mereka mengandalkan produk dari proyek yang disebut Illustris-TNG, yang memodelkan berbagai proses fisik untuk mensimulasikan pembentukan galaksi.

Perbandingan antara simulasi dan galaksi sebenarnya yang berputar bersama di bawah tarikan materi gelap mendukung gagasan bahwa efek pendinginan inti galaksi bisa mencapai jauh.

Satelit yang terletak di sepanjang sumbu minor galaksi pusat – radius elips yang lebih pendek – tampaknya lebih subur daripada yang ditemukan di tempat lain.

"Sama seperti pengamatan, simulasi Illustris-TNG menunjukkan modulasi yang jelas dari tingkat pembentukan bintang di galaksi satelit tergantung pada posisinya terhadap galaksi pusat," kata Pillepich.

Di permukaan, temuan itu tidak masuk akal. Tanpa lebih sedikit 'barang' untuk melewatinya, lebih banyak radiasi dan partikel secara teori akan lolos di sepanjang sumbu minor, secara efektif memadamkan semua lilin bintang saat galaksi satelit melintas.

Namun para peneliti berpendapat bahwa jauh dari berlawanan dengan intuisi, angin galaksi ini seharusnya mengukir gelembung berkepadatan rendah di ruang sekitarnya, sebuah hipotesis yang didukung oleh simulasi Illustris-TNG.

Gelembung difus berpotensi melindungi galaksi yang mengorbit dari efek pendinginan, memungkinkan mereka berkembang dengan bintang bayi di mana yang lain gagal.

Ada juga kemungkinan alternatif yang tidak bisa dikesampingkan.

"Kami sebenarnya tidak dapat mengecualikan skenario yang berbeda, di mana aktivitas pembentukan bintang dari satelit ditingkatkan daripada pendinginannya ditekan," tulis para peneliti dalam laporan mereka.

Simulasi fine-tuning dengan data yang lebih baik dan pengumpulan lebih banyak pengamatan dapat mengungkapkan penjelasan mana – jika salah satunya – paling baik menjelaskan ledakan atau kehancuran keluarga galaksi yang diperintah oleh penguasa tirani mereka.

Penelitian ini dipublikasikan di Nature.