ANTARIKSA -- Astronom menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) untuk menelusuri kembali 13 miliar tahun yang lalu. Para astronom menemukan quasar bertenaga lubang hitam supermasif yang mengejutkan karena tampak terisolasi.

Quasar supermasif adalah objek luar angkasa yang sangat terang dan bertenaga, didorong oleh lubang hitam raksasa di pusat galaksi pada alam semesta awal. Temuan ini membingungkan, karena lubang hitam yang terisolasi seharusnya kesulitan mengumpulkan cukup massa untuk mencapai status supermasif, terutama hanya beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang.

Temuan quasar supermasif di alam semesta awal memunculkan pertanyaan baru tentang bagaimana lubang hitam dapat tumbuh begitu cepat di lingkungan yang tampak kekurangan material.

Lubang Hitam Supermasif yang Menantang Teori

Penemuan ini semakin mempersulit pemahaman ilmuwan tentang bagaimana beberapa lubang hitam bisa tumbuh hingga memiliki massa jutaan atau bahkan miliaran kali lipat dari massa matahari, saat alam semesta masih berusia kurang dari satu miliar tahun. Para ilmuwan yang menggunakan JWST mempelajari lingkungan dari lima quasar paling awal yang diketahui, yang terbentuk sekitar 600 hingga 700 juta tahun setelah Big Bang.

Keanehan terbesar muncul ketika mereka menemukan bahwa lingkungan di sekitar quasar-quasar ini, yang disebut "bidang quasar," bervariasi secara signifikan. Beberapa quasar berada di lingkungan yang padat sesuai dengan prediksi ilmuwan, namun yang lain tampak berada di area yang nyaris kosong, sehingga tampaknya sulit bagi lubang hitam di sana untuk mendapatkan cukup "bahan bakar" untuk tumbuh menjadi supermasif.

Mengapa Quasar Membutuhkan Lingkungan Kaya Gas?

Lubang hitam supermasif dipercaya berada di pusat semua galaksi besar di alam semesta modern. Namun, lubang hitam semacam ini tidak bisa terbentuk dari bintang yang mati seperti lubang hitam biasa yang memiliki massa 10 hingga 100 kali lipat massa matahari.

Teori menyebutkan bahwa lubang hitam supermasif mungkin tumbuh melalui penggabungan bertahap dari lubang hitam yang lebih kecil, tetapi proses ini seharusnya memakan waktu lebih dari satu miliar tahun.

Keberadaan lubang hitam supermasif dapat dilihat melalui quasar yang berada di lingkungan galaksi yang kaya gas. Gas dan debu di sekitar lubang hitam tersebut memancarkan cahaya yang sangat terang, sering kali melebihi gabungan cahaya dari semua bintang di galaksi tempatnya berada. Cahaya ini membantu para astronom mendeteksi quasar meskipun jaraknya sangat jauh.

Kejutan dari Lingkungan Quasar

Tim ilmuwan yang memimpin penelitian ini mempelajari lima quasar yang dikelilingi oleh lubang hitam supermasif menggunakan data dari JWST antara Agustus 2022 dan Juni 2023. Dengan "menjahit" beberapa gambar, mereka berhasil membuat mosaik dari lingkungan quasar tersebut dan menemukan perbedaan besar di antara mereka.

"Salah satu quasar memiliki hampir 50 galaksi di sekitarnya, sementara yang lain hanya memiliki dua galaksi," kata Anna-Christina Eilers, seorang profesor fisika di MIT, dilansir dari Space.

Fakta bahwa quasar-quasar ini berada di lingkungan yang sangat berbeda membuat para ilmuwan terkejut.

Lubang Hitam Supermasif: Masih Misteri Besar

Temuan ini menantang pemahaman kita tentang bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh, dan bahkan tentang bagaimana galaksi terbentuk di alam semesta awal. Model kosmologi saat ini menunjukkan bahwa perkembangan ini dipandu oleh "jaring kosmik" dari materi gelap, yang membentuk struktur besar tempat galaksi dan quasar berkumpul. Namun, quasar yang terisolasi ini tampaknya tidak cocok dengan model tersebut.

Meskipun demikian, penelitian ini menimbulkan lebih banyak pertanyaan daripada jawaban. Apakah ada mekanisme pertumbuhan lain yang belum dipahami oleh para ilmuwan? Temuan ini menunjukkan bahwa kita masih memiliki banyak hal yang belum dipahami tentang alam semesta awal dan perkembangan lubang hitam supermasif.

Penelitian ini dipublikasikan pada 17 Oktober di The Astrophysical Journal.