Teleskop Webb Ungkap Pertumbuhan Cepat Lubang Hitam Purba yang sedang Melahap Galaksinya

TELESKOP Webb baru-baru ini mengungkap pertumbuhan luar biasa dari lubang hitam purba yang terjadi sangat cepat, bahkan lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Bekerja sama dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) dan Observatorium Sinar-X Chandra, para astronom telah mengidentifikasi lubang hitam yang tumbuh dengan kecepatan luar biasa, menyerap lebih dari tujuh juta massa matahari dalam waktu 12 juta tahun. 

"Lubang hitam ini sedang berpesta," ungkap Julia Scharwächter, salah satu penulis studi, dengan menggambarkan bagaimana lubang hitam itu "melahap" materi di sekitarnya dengan sangat cepat.

Selama bertahun-tahun, masalah tentang pertumbuhan massal lubang hitam awal telah mengundang teka-teki di kalangan astronom. JWST, serta Teleskop Luar Angkasa Hubble, telah mengidentifikasi galaksi yang mengandung lubang hitam dengan massa mencapai ratusan juta hingga miliaran kali massa matahari di alam semesta awal. Namun, mekanisme yang memungkinkan lubang hitam tumbuh begitu besar dalam waktu singkat masih belum terpecahkan.

Baca juga : Astronom Temukan Lubang Hitam Purba Tertua, Berusia Miliaran Tahun

Lubang hitam yang ditemukan, diberi nama LID-568, pertama kali terlihat dalam survei sinar-X Chandra, yang memantau objek pemancar sinar-X di alam semesta yang jauh. Ketika materi tertarik ke lubang hitam, energi yang dikeluarkan dalam bentuk sinar-X menjadi lebih terang, semakin besar kecepatan akresi. Penemuan ini menunjukkan bahwa LID-568 memiliki laju akresi yang sangat cepat.

Batas teoretis untuk laju pertumbuhan lubang hitam disebut sebagai "batas Eddington," yang menggambarkan keseimbangan antara laju materi yang jatuh ke lubang hitam dan radiasi yang dihasilkannya. Radiasi ini berfungsi sebagai umpan balik, menekan laju akresi. Namun, LID-568 melampaui batas ini dengan tingkat umpan balik yang 40 kali lebih besar dari yang diperkirakan.

Banyak orang bertanya-tanya apakah lubang hitam “purba” ini melanggar hukum fisika. Jawaban dari para ahli tidak harus begitu. Akresi "super-Eddington" seperti yang terjadi pada LID-568 memang memungkinkan, meskipun hanya untuk waktu yang singkat sebelum umpan balik mulai menghambat proses tersebut.

Baca juga : Astronom Menemukan Kecepatan dan Kecerahan Berbeda pada Simpul Jet Lubang Hitam Centaurus A

Fenomena ini telah diamati sebelumnya, dan banyak yang menganggapnya sebagai salah satu cara lubang hitam supermasif tumbuh begitu besar dengan sangat cepat.

LID-568 mungkin dimulai sebagai lubang hitam "ringan" dengan massa sekitar 100 kali massa matahari. Tim astronomi memprediksi bahwa lubang hitam ini mulai menyerap materi sekitar 12 juta tahun setelah peristiwa Big Bang, ketika ia berada di pusat awan gas besar yang akhirnya "ditelan" oleh lubang hitam tersebut.

"Penemuan ini menunjukkan bahwa sebagian besar pertumbuhan massa lubang hitam dapat terjadi selama periode akresi cepat, terlepas dari jenis benih lubang hitam tersebut," kata Hyewon Suh, salah satu peneliti utama.

LID-568 saat ini memiliki massa sekitar 7,2 juta kali massa matahari, jauh lebih besar dari lubang hitam di pusat galaksi kita, Sagitarius A, yang hanya 4,1 juta kali massa matahari. Walau demikian, proses akresi super-Eddington ini bersifat episodik, dan gas panas yang terhembus oleh umpan balik bisa mendingin dan jatuh kembali ke lubang hitam, memberikan kesempatan bagi pertumbuhannya untuk berlanjut. (Z-12)

Sumber: Nature Astronomy, Space