Ini Jumlah Lubang Hitam di Alam Semesta, Ilmuwan sampai Dibuat Kaget

Banyak yang tak mengira jumlah lubang hitam atau black hole di luar angkasa.

Lubang hitam, atau yang dikenal dengan istilah black hole, adalah objek di luar angkasa yang memiliki kemampuan menarik cahaya karena gaya gravitasi yang sangat kuat.

Meskipun telah menjadi fokus penelitian selama beberapa dekade, keberadaan lubang hitam masih menyimpan banyak misteri.

Keberadaan objek ini yang tidak terlihat jelas menambah potensi bahaya yang ditimbulkannya. Sebenarnya, lubang hitam tidak dapat diamati secara langsung karena gravitasi yang dimilikinya sangat tinggi, sehingga mampu menghisap cahaya dari lingkungan sekitarnya.

Astronom hanya dapat mendeteksi lubang hitam dalam kondisi tertentu, seperti ketika lubang hitam tersebut menarik gas dari bintang di sekitarnya atau saat terjadi proses penggabungan.

Saat lubang hitam beroperasi, ia melepaskan gelombang gravitasi yang menciptakan riak dalam struktur ruang dan waktu.

Lantas, berapa banyak lubang hitam yang ada di alam semesta?

Berdasarkan informasi dari laman Live Science pada Kamis (19/12), para peneliti memperkirakan bahwa terdapat jutaan lubang hitam kecil yang belum terdeteksi.

Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal The Astrophysical Journal dan menunjukkan bahwa setidaknya 1 persen dari seluruh objek di alam semesta berkaitan dengan eksistensi lubang hitam.

Lubang hitam terbentuk dari bintang-bintang yang mengalami kehancuran di akhir siklus hidup mereka. Bintang-bintang yang memiliki massa besar akan meledak dalam peristiwa supernova dan kemudian runtuh menjadi lubang hitam.

Untuk mengetahui jumlah lubang hitam yang ada, para peneliti melakukan pemodelan evolusi galaksi selama miliaran tahun dari sejarah pembentukan kosmik. Galaksi sendiri adalah sistem besar yang terikat oleh gaya gravitasi, terdiri dari bintang, gas, debu antarbintang, serta materi gelap.

Jumlah galaksi tidak hanya satu, beberapa di antaranya yang sudah diketahui termasuk Galaksi Bima Sakti, Galaksi Tadpole, Galaksi Black Eye, Galaksi Sombrero, dan Galaksi Whirpool. Galaksi berfungsi sebagai rumah bagi bintang-bintang, dan evolusi yang terjadi di dalamnya sangat memengaruhi jumlah setiap jenis bintang yang terbentuk.

Beberapa galaksi mampu terus menghasilkan bintang baru setiap tahunnya, sementara galaksi lain yang telah bergabung dapat memicu tingkat pembentukan bintang yang sangat tinggi, yang pada akhirnya membakar habis materi yang ada.

Untuk menghitung jumlah lubang hitam, astronom melakukan pengamatan statistik terhadap galaksi yang telah teridentifikasi selama periode waktu kosmik. Pada waktu tertentu, alam semesta akan tampak serupa dari setiap lokasi.

Para peneliti mencatat tren keseluruhan dari tingkat penggabungan galaksi dan demografi yang ada. Selain itu, menurut para astronom, 'metalik' galaksi, yang merupakan ukuran elemen selain hidrogen dan helium, juga menjadi faktor penting dalam penghitungan jumlah lubang hitam.

Tingkatkan Jumlah Gas

Secara sederhana, galaksi yang lebih besar memiliki lebih banyak gas yang dapat digunakan untuk membentuk bintang dalam jumlah yang lebih banyak. Kandungan logam yang tinggi dapat mempercepat proses pendinginan gas, sehingga galaksi dapat lebih efisien dalam menghasilkan bintang baru.

Dengan model penelitian yang telah ada, astronom dapat dengan mudah menentukan jumlah bintang kecil, bintang sedang, dan bintang besar yang ada di alam semesta. Selain itu, peneliti juga perlu melacak evolusi dari kematian bintang-bintang tersebut.

Dalam penelitian ini, para ilmuwan menggunakan simulasi komputer untuk memahami bagaimana bintang tertentu, berdasarkan massa dan kandungan logamnya, berevolusi menjadi lubang hitam. Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa hanya sebagian kecil dari bintang-bintang terbesar yang akhirnya bertransformasi menjadi lubang hitam.

Selanjutnya, langkah yang diambil adalah melacak evolusi sistem bintang biner, di mana satu bintang dapat menyuplai materi gas ke bintang kembar atau ke lubang hitam yang berdekatan. Proses ini dapat memperpanjang umur sistem dan memungkinkan lubang hitam untuk terus berkembang.

Para astronom juga memperkirakan bahwa seiring berjalannya waktu, lubang hitam akan terus "memakan" gas dan debu di sekitarnya. Proses ini dikenal sebagai akresi, di mana materi yang jatuh ke dalam lubang hitam akan memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Kasus penggabungan lubang hitam memerlukan perhitungan yang lebih rumit. Para peneliti memanfaatkan data dari observatorium gelombang gravitasi seperti LIGO dan Virgo untuk mendeteksi riak dalam ruang-waktu yang dihasilkan dari penggabungan lubang hitam.

Dalam skala waktu kosmik, alam semesta tampak seragam dari berbagai lokasi pada periode tertentu. Dengan mencatat tren penggabungan galaksi dan evolusi bintang, para peneliti dapat memperkirakan jumlah total lubang hitam yang ada di alam semesta.