Penemuan Lubang Hitam Supermasif di Alam Semesta Awal Ungkap Cara Tumbuhnya dengan Cepat

SEBUAH lubang hitam yang bergerak cepat di pusat galaksi katai di alam semesta awal, yang ditunjukkan dalam konsep seniman ini, mungkin menyimpan petunjuk penting tentang evolusi lubang hitam supermasif secara umum.

Dengan menggunakan data dari Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA dan Observatorium Sinar-X Chandra, sekelompok astronom menemukan lubang hitam supermasif bermassa rendah ini hanya 1,5 miliar tahun setelah Big Bang. 

Lubang hitam tersebut menarik materi dengan kecepatan fenomenal — lebih dari 40 kali lipat batas teoritis. Meski berlangsung singkat, "pesta" lubang hitam ini dapat membantu para astronom menjelaskan bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh begitu cepat di alam semesta awal.

Baca juga : Penemuan Lubang Hitam Supermasif di Alam Semesta Awal Membuka Misteri Pertumbuhan Cepat

Lubang hitam supermasif berada di pusat sebagian besar galaksi, dan teleskop modern terus mengamatinya pada waktu yang sangat awal dalam evolusi alam semesta. Sulit untuk memahami bagaimana lubang hitam ini dapat tumbuh begitu besar dan begitu cepat. 

Namun dengan ditemukannya lubang hitam supermasif bermassa rendah yang melahap material pada tingkat yang sangat cepat setelah lahirnya alam semesta, para astronom kini memiliki wawasan baru yang berharga tentang mekanisme lubang hitam yang tumbuh dengan cepat di alam semesta awal.

Lubang hitam, yang disebut LID-568, tersembunyi di antara ribuan objek dalam  survei warisan COSMOS milik Chandra X-ray Observatory, sebuah katalog yang dihasilkan dari sekitar 4,6 juta detik pengamatan Chandra. Populasi galaksi ini sangat terang dalam cahaya X-ray, tetapi tidak terlihat dalam pengamatan optik dan inframerah dekat sebelumnya. 

Baca juga : James Webb Ungkap Peran Lubang Hitam Supermasif dalam Evolusi Galaksi Elips Raksasa

Dengan menindaklanjuti Webb, para astronom dapat menggunakan sensitivitas inframerah unik observatorium untuk mendeteksi emisi pendamping yang redup ini, yang mengarah pada penemuan lubang hitam.

Kecepatan dan ukuran aliran keluar ini membuat tim menyimpulkan sebagian besar pertumbuhan massa LID-568 mungkin terjadi dalam satu episode pertambahan cepat.

LID-568 tampaknya memakan materi dengan kecepatan 40 kali lipat dari batas Eddington-nya. Batas ini berkaitan dengan jumlah maksimum cahaya yang dapat dipancarkan materi di sekitar lubang hitam, serta seberapa cepat ia dapat menyerap materi, sehingga gaya gravitasi ke dalam dan tekanan ke luar yang dihasilkan dari panas materi yang terkompresi dan jatuh ke dalam tetap seimbang.

Hasil ini memberikan wawasan baru tentang pembentukan lubang hitam supermasif dari "benih" lubang hitam yang lebih kecil, yang menurut teori saat ini muncul dari kematian bintang pertama di alam semesta (benih cahaya) atau keruntuhan langsung awan gas (benih berat). Hingga saat ini, teori-teori ini belum memiliki konfirmasi observasional.

Penemuan baru ini menunjukkan bahwa "sebagian besar pertumbuhan massa dapat terjadi selama satu episode pemberian makan cepat, terlepas dari apakah lubang hitam itu berasal dari benih yang ringan atau berat," kata astronom International Gemini Observatory/NSF NOIRLab Hyewon Suh, yang memimpin tim peneliti tersebut. (NASA/Z-3)