TEMPO.CO, Jakarta - Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) telah menemukan lubang hitam tertua yang pernah dilihat, sebuah monster purba bermassa 1,6 juta matahari yang bersembunyi 13 miliar tahun di masa lalu alam semesta.
Teleskop James Webb, yang kameranya memungkinkannya melihat kembali masa awal alam semesta kita, melihat lubang hitam supermasif di pusat galaksi bayi GN-z11 sekitar 440 juta tahun setelah alam semesta dimulai, sebagaimana dilaporkan Space, 19 Desember 2023.
Ini adalah salah satu lubang hitam yang tak terhitung jumlahnya yang membesar hingga skala yang mengerikan selama fajar kosmik – periode sekitar 100 juta tahun setelah Big Bang ketika alam semesta muda mulai bersinar selama satu miliar tahun.
Bagaimana pusaran air kosmik membengkak begitu cepat setelah alam semesta terbentuk masih belum jelas. Namun, mencari sebuah jawaban dapat membantu menjelaskan bagaimana lubang hitam supermasif saat ini – yang menjadi jangkar seluruh galaksi termasuk Bima Sakti kita – tumbuh hingga ukuran yang mencengangkan.
Para peneliti mempublikasikan temuan mereka awal tahun ini ke database pracetak arXiv, namun penelitian tersebut belum ditinjau oleh rekan sejawat.
“Lubang hitam di alam semesta awal tidak dapat tumbuh dengan tenang dan lembut seperti yang terjadi pada banyak lubang hitam di alam semesta lokal saat ini,” kata penulis utama Roberto Maiolino, seorang profesor astrofisika di Universitas Cambridge, kepada Live Science. “Mereka pasti mengalami kelahiran atau pembentukan yang aneh, dan pertumbuhan yang aneh.”
Mendekati masa kini, para astronom meyakini lubang hitam lahir dari runtuhnya bintang-bintang raksasa. Namun, bagaimanapun keberadaannya, mereka tumbuh dengan terus-menerus memakan gas, debu, bintang, dan lubang hitam lainnya. Saat mereka berpesta, gesekan menyebabkan materi yang berputar ke dalam lubang hitam memanas, dan mereka memancarkan cahaya yang dapat dideteksi oleh teleskop – mengubahnya menjadi apa yang disebut inti galaksi aktif (AGN).
AGN yang paling ekstrem adalah quasar, lubang hitam supermasif yang miliaran kali lebih berat dari matahari dan mengeluarkan kepompong gasnya dengan ledakan cahaya yang triliunan kali lebih terang daripada bintang paling terang.
Karena cahaya bergerak dengan kecepatan tetap melalui ruang hampa, semakin dalam ilmuwan melihat ke alam semesta, semakin jauh cahaya yang mereka tangkap dan semakin jauh mereka melihat ke masa lalu. Untuk menemukan lubang hitam dalam studi baru ini, para astronom memindai langit dengan dua kamera inframerah – Instrumen Inframerah Tengah (MIRI) dan Kamera Inframerah Dekat JWST – dan menggunakan spektograf internal kamera untuk memecah cahaya menjadi frekuensi komponennya.
Dengan mendekonstruksi kilauan samar dari tahun-tahun awal alam semesta, mereka menemukan lonjakan tak terduga di antara frekuensi yang terkandung dalam cahaya – sebuah tanda utama bahwa material panas di sekitar lubang hitam memancarkan jejak cahaya samar ke seluruh alam semesta.
Penjelasan paling populer tentang bagaimana lubang hitam awal ini tumbuh begitu cepat adalah karena lubang hitam tersebut terbentuk dari keruntuhan awan gas raksasa secara tiba-tiba atau berasal dari banyak penggabungan antara gumpalan bintang dan lubang hitam.
Meskipun demikian, para astronom tidak mengesampingkan bahwa beberapa lubang hitam ini mungkin merupakan bibit dari lubang hitam “primordial” yang dihipotesiskan, yang diperkirakan tercipta beberapa saat setelah – dan dalam beberapa teori bahkan sebelum – alam semesta dimulai.
“Masih belum jelas apakah keruntuhan langsung adalah satu-satunya cara untuk membuat lubang hitam, karena diperlukan keadaan khusus agar hal itu bisa terjadi,” kata Maiolino. “Yang Anda perlukan adalah awan murni, namun diperkaya oleh unsur-unsur berat yang dibuat oleh bintang-bintang pertama, dan awan yang cukup masif – mulai dari 10.000 hingga satu juta massa matahari.”
Untuk mencegah awan tersebut mendingin terlalu cepat dan runtuh menjadi bintang masif terlebih dahulu, awan tersebut juga harus disinari dengan sinar ultraviolet, yang kemungkinan besar berasal dari galaksi atau lubang hitam terdekat.
“Jadi Anda memerlukan kondisi aneh ini di mana awan tidak diperkaya dengan menyerap materi bintang yang meledak, namun juga berada di sebelah galaksi lain yang menghasilkan banyak foton,” kata Maiolino. "Jadi kita tidak hanya mencari satu skenario saja, sebenarnya ada dua skenario atau lebih yang bisa berperan."
Selalu update info terkini. Simak breaking news dan berita pilihan dari Tempo.co di kanal Telegram “Tempo.co Update”. Klik https://t.me/tempodotcoupdate untuk bergabung. Anda perlu meng-install aplikasi Telegram terlebih dahulu.
