Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) secara mendasar mengubah pemahaman kita tentang lubang hitam supermasif, jangkar gravitasi kolosal di pusat galaksi. Selama beberapa dekade, teori yang berlaku menyatakan bahwa raksasa ini tumbuh secara bertahap, seiring dengan bergabungnya lubang hitam yang lebih kecil selama miliaran tahun. Namun pengamatan JWST baru-baru ini mengungkap lubang hitam di alam semesta awal yang terlalu masif, terlalu cepat, untuk memenuhi model ini.
Misteri Awal Pembentukan Lubang Hitam
Para astronom telah lama bingung bagaimana lubang hitam supermasif bisa mencapai miliaran kali massa Matahari kita pada awal sejarah kosmik. Penjelasan tradisional – pertambahan lambat dan penggabungan lubang hitam bermassa bintang – tidak memperhitungkan ukuran dan kelimpahan objek-objek yang teramati di alam semesta muda.
Penemuan quasar, objek luar biasa terang yang dihasilkan oleh lubang hitam supermasif yang bertambah, hanya 800 juta tahun setelah Big Bang telah mengisyaratkan perbedaan ini. Kini, JWST memberikan bukti rinci yang diperlukan untuk menyempurnakan pemahaman kita.
Keruntuhan Langsung dan Teori Alternatif
Penelitian yang muncul menunjukkan beberapa mekanisme pembentukan alternatif mungkin berperan. Salah satu teori terkemuka mengusulkan lubang hitam keruntuhan langsung, yaitu gumpalan besar gas dan debu yang runtuh karena gravitasinya sendiri, sehingga membentuk lubang hitam yang massanya mencapai jutaan kali massa Matahari dalam satu langkah. Lubang hitam ini kemudian akan tumbuh dengan cepat mengumpulkan materi, dan akhirnya menjadi entitas supermasif yang kita lihat sekarang.
JWST telah mengidentifikasi beberapa kandidat yang mendukung model ini, termasuk galaksi UHZ1, yang berisi lubang hitam bermassa 40 juta matahari yang ada saat alam semesta baru berusia 470 juta tahun. Emisi inframerah dan sinar-X dari UHZ1 selaras dengan prediksi lubang hitam yang langsung runtuh.
Kemungkinan lain termasuk lubang hitam primitif, yang terbentuk segera setelah Big Bang, dan lubang hitam yang tidak terlalu primitif, yang muncul sedikit kemudian, namun masih sebelum bintang-bintang pertama muncul. Lubang hitam awal ini bisa menjadi benih bagi pertumbuhan selanjutnya, meskipun penentuan prevalensinya masih menjadi bidang penelitian yang aktif.
Titik Merah Kecil dan Tebing: Penemuan Baru
JWST juga telah mengidentifikasi “titik merah kecil” – objek padat dan bercahaya yang tampak seperti lubang hitam masif tanpa galaksi induk yang signifikan. QSO1, yang diamati 700 juta tahun pasca Big Bang, adalah salah satu contohnya. Diperkirakan massanya yang berjumlah 50 juta matahari terkonsentrasi di wilayah kecil, dengan sedikit material bintang di sekitarnya.
Objek menarik lainnya, yang dijuluki “The Cliff”, mungkin adalah bintang kuasi: selubung gas masif yang mengelilingi lubang hitam supermasif yang baru terbentuk. Data JWST menunjukkan lonjakan tajam cahaya dari gas hidrogen padat, sesuai dengan model ini.
Masa Depan Penelitian Lubang Hitam
Implikasinya jelas: lubang hitam supermasif kemungkinan besar tidak tumbuh begitu saja dari lubang hitam yang lebih kecil. Sebaliknya, mereka mungkin terbentuk melalui kombinasi keruntuhan langsung yang cepat, asal usul primordial, atau mekanisme eksotik lainnya. Misi seperti Euclid dari Badan Antariksa Eropa dan Teleskop Luar Angkasa Romawi milik NASA akan melengkapi temuan JWST, membantu menyempurnakan model ini dan menentukan jalur dominan untuk pembentukan awal lubang hitam.
“Alam semesta dipenuhi lubang hitam supermasif yang terbentuk sangat awal,” kata Priyamvada Natarajan, ahli astrofisika di Universitas Yale. “Saya tidak bisa memberi tahu Anda betapa menariknya hal itu.”
Revolusi dalam pemahaman kita ini baru saja dimulai, namun semakin banyak bukti yang menunjukkan bahwa asumsi kita sebelumnya tentang lubang hitam paling awal di alam semesta pada dasarnya tidak lengkap.
