Seperti yang Anda ketahui, lubang hitam sangat sulit dideteksi karena sama hitamnya dengan ruang di sekitarnya. Kami hanya dapat menentukan lokasi lubang hitam dalam keadaan khusus, seperti ketika mereka mengeluarkan gas dari bintang terdekat atau bergabung bersama, melepaskan aliran gelombang gravitasi. Jadi ada berapa lubang hitam? Untuk menjawab pertanyaan ini, para astronom harus beralih ke perhitungan teoretis untuk membuat perkiraan.
Bahan dari lubang hitam
Untuk membuat lubang hitam, Anda perlu membuat bintang, karena lubang hitam diciptakan oleh kematian bintang. Oleh karena itu, untuk mengetahui berapa banyak lubang hitam yang ada di alam semesta, para peneliti harus mundur beberapa langkah.
Langkah pertama adalah memodelkan evolusi galaksi selama miliaran tahun sejarah kosmik. Bagaimanapun juga, galaksi adalah rumah bagi bintang, dan evolusi keseluruhannya memengaruhi jumlah bintang dari setiap jenis yang muncul di dalamnya. Misalnya, beberapa galaksi dapat secara konsisten membentuk bintang baru dari tahun ke tahun. Yang lain mungkin mengalami penggabungan yang menghasilkan formasi bintang yang sangat intens, tetapi kemudian terbakar habis dan tidak menghasilkan apa-apa.
Para astronom telah mengamati statistik galaksi sepanjang waktu kosmik, mencatat tren umum dalam tingkat penggabungan galaksi dan demografi. Faktor kunci lainnya adalah apa yang disebut "metalik" galaksi, yang merupakan ukuran jumlah elemen selain hidrogen dan helium di dalam galaksi (astronom menyebutnya "logam"). Galaksi yang lebih besar memiliki lebih banyak gas, yang memungkinkan mereka untuk membentuk lebih banyak bintang. Tetapi lebih banyak logam dapat meningkatkan pendinginan gas, yang pada gilirannya membantu galaksi menghasilkan bintang baru dengan lebih efisien.
resep lubang hitam
Dengan menggunakan blok bangunan ini, para astronom memiliki model populasi bintang di galaksi yang memberi tahu mereka berapa banyak bintang kecil, sedang, dan besar yang muncul di alam semesta. Dan kemudian mereka perlu melacak evolusi – dan yang paling penting, kematian – bintang-bintang ini. Untuk melakukan ini, mereka beralih ke pemodelan, yang menghubungkan sifat-sifat bintang tertentu (massa dan logamnya) dengan masa hidup dan kemungkinan kematiannya. Hanya sebagian kecil dari bintang terbesar yang melahirkan lubang hitam, dan simulasi ini memberi tahu para astronom berapa persentase bintang di galaksi yang padam setiap tahun.
Para astronom kemudian harus melacak evolusi sistem biner, karena lubang hitam dapat memberi makan bintang saudaranya, mengisinya dengan gas. Dengan demikian, lubang hitam yang terbentuk dalam sistem biner pada akhirnya akan menjadi lebih besar daripada lubang hitam yang lahir sendiri.
Seiring bertambahnya usia lubang hitam, mereka terus memakan gas di sekitarnya, yang juga dihargai oleh para astronom. Akhirnya, terkadang lubang hitam menemukan satu sama lain dalam kegelapan ruang antarbintang dan bergabung bersama. Jadi, untuk membuat survei yang akurat, para astronom harus memperkirakan tingkat penggabungan lubang hitam di setiap galaksi.
Sensus besar lubang hitam
Menyatukan semuanya, para astronom mampu melacak populasi lubang hitam selama miliaran tahun. Mereka membuat apa yang disebut "fungsi massa", yang merupakan semacam sensus astronomi tentang berapa banyak lubang hitam dari setiap ukuran yang ada pada waktu tertentu.
Tidak mengherankan, lubang hitam terbesar, yang disebut lubang hitam supermasif, jauh lebih jarang daripada rekan-rekan mereka yang lebih kecil. Para peneliti telah menemukan bahwa di setiap megaparsec kubik ruang (di mana megaparsec adalah 1 juta parsec, atau 3,26 juta tahun cahaya), alam semesta kita berisi sekitar 50 juta lubang hitam dengan massa Matahari. Jika setiap lubang hitam beberapa kali massa Matahari, ini berarti sekitar 10 juta lubang hitam individu dalam volume yang sama.
Untuk menempatkan ini dalam perspektif, jumlah total massa yang terkandung dalam lubang hitam adalah sekitar 10% dari massa yang terkandung dalam bintang. Jadi, di antara semua bintang yang Anda lihat di langit malam, ada banyak lubang hitam yang bersembunyi. Lubang hitam supermasif, di sisi lain, sangat langka, dan setiap galaksi biasanya hanya menjadi rumah bagi salah satu monster ini. Secara total, lubang hitam membentuk sekitar 1% dari semua materi barionik (non-gelap) di alam semesta saat ini.
Baca juga:
- Sebuah lubang hitam telah ditemukan di gugus bintang di luar galaksi kita
- Fisikawan secara tidak sengaja membuat penemuan baru tentang lubang hitam