Bagaimana Nebula Akhirnya Bisa Menjadi Lubang Hitam?

Gravitasi adalah kekuatan yang kuat: itu membuat planet-planet berputar di orbitnya mengelilingi matahari, dan bahkan bertanggung jawab untuk membentuk planet-planet, serta matahari, dari nebula. Tidak hanya itu, gaya inilah yang pada akhirnya menghancurkan bintang seperti matahari ketika mereka kehabisan hidrogen untuk terbakar. Jika sebuah bintang cukup besar -- yang ditentukan saat ia terbentuk -- gravitasi dapat mengubahnya menjadi lubang hitam.

Nebula adalah awan debu dan gas yang menyelimuti alam semesta. Materi dalam nebula tertentu didistribusikan secara tidak merata, dan suhunya rendah -- tepat di atas nol mutlak. Pada suhu ini, molekul gas mengikat bersama untuk membentuk gumpalan, dan gumpalan yang tumbuh di daerah padat nebula -- disebut awan molekul -- dapat mulai menarik materi ke arah dirinya sendiri. Saat rumpun tumbuh, suhu pada intinya meningkat karena gaya tarik gravitasi meningkatkan kerapatan dan energi kinetik partikel, yang saling bertabrakan semakin sering dan semakin banyak energi.

Dibutuhkan sekitar 10 juta tahun bagi sebuah bintang untuk terbentuk dari gumpalan debu intergalaksi. Ketika suhu inti meningkat, ia menjadi protobintang dan memancarkan cahaya inframerah, tetapi ketika inti menjadi lebih padat dan buram, energi ini terperangkap, yang mempercepat pemanasan. Ketika suhu inti mencapai 10 juta Kelvin (18 juta derajat Fahrenheit), fusi hidrogen dimulai, dan tekanan luar dari reaksi itu menyeimbangkan gaya tekan gravitasi. Bintang memasuki urutan utamanya, yang dapat bertahan dari 100 juta hingga lebih dari satu triliun tahun, tergantung pada massa bintang. Selama deret utamanya, bintang mempertahankan radius dan suhu yang tetap.

Bintang yang sangat besar, yang memiliki massa 25 kali atau lebih dari matahari, bisa menjadi lubang hitam. Karena tekanan luar biasa yang dihasilkan di inti bintang masif, ia membakar lebih panas dan lebih cepat daripada bintang yang lebih kecil. Bintang-bintang seperti itu, ketika berada dalam deret utama, terbakar dengan cahaya kebiruan dan dapat memiliki suhu permukaan 20.000 Kelvin (35.450 derajat Fahrenheit). Sebagai perbandingan, suhu permukaan matahari hanya sekitar 6.000 Kelvin (10.340 derajat Fahrenheit). Karena terbakar sangat panas, sebuah bintang masif dapat kehabisan hidrogen dalam waktu yang lebih singkat dari yang dibutuhkan bintang seukuran matahari untuk terbakar.

Ketika raksasa biru kehabisan hidrogen, intinya mulai runtuh, yang menghasilkan tekanan yang cukup untuk memulai fusi helium. Reaksi fusi lainnya terjadi ketika inti terus runtuh, dan pada titik tertentu, bintang kehabisan bahan yang dapat melebur. Pada titik kritis, inti meledak dalam apa yang disebut supernova, yang meniup kulit terluar bintang ke luar angkasa. Jika materi yang tersisa setelah supernova memiliki massa tiga kali atau lebih dari matahari, tidak ada yang bisa menghentikan gravitasi dari runtuh ke titik dengan massa tak terbatas. Titik ini adalah lubang hitam.