WASHINGTON - Di jantung galaksi Bima Sakti kita terdapat lubang hitam supermasif sekitar empat juta kali massa matahari, yang disebut Sagitarius A*.

Faktanya, objek-objek ini, yang massanya bertambah seiring waktu dengan memakan material yang bergerak terlalu dekat, berada di pusat sebagian besar galaksi.

Namun sejak Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA mulai beroperasi pada tahun 2022, para astronom terkejut menemukan lubang hitam supermasif yang menghuni alam semesta awal - lebih awal dari yang mereka duga mengingat waktu yang dibutuhkan untuk mengumpulkan massa sebesar itu.

Pengamatan baru terhadap salah satu lubang hitam purba tersebut memberikan wawasan tentang bagaimana hal ini mungkin terjadi - melalui episode pertumbuhan yang sangat cepat.

Lubang hitam adalah objek yang sangat padat dengan gravitasi yang begitu kuat sehingga bahkan cahaya pun tidak dapat lolos. Dengan tarikan gravitasinya yang sangat besar, massanya bertambah dengan menyedot material seperti gas, debu, dan bintang-bintang yang cukup malang untuk berada di dekatnya.

"Keberadaan lubang hitam supermasif di alam semesta awal menantang model pembentukan dan pertumbuhan lubang hitam kita saat ini," kata astronom Hyewon Suh dari Observatorium Gemini Internasional di Hawaii dan NOIRLab dari Yayasan Sains Nasional AS, penulis utama studi yang diterbitkan dalam jurnal Nature Astronomy.

Pengamatan Webb yang baru melibatkan lubang hitam supermasif yang disebut LID-568 yang ada saat kosmos berusia sekitar 11% dari usianya saat ini - sekitar 1,5 miliar tahun setelah peristiwa Big Bang 13,8 miliar tahun lalu yang mengawali alam semesta. LID-568 memiliki massa sekitar 10 juta kali lebih besar dari matahari, jadi 2-1/2 kali massa Sagitarius A*.

Para peneliti belum menentukan massa galaksi asalnya.
LID-568 diamati bertambah massanya dengan kecepatan lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Webb menunjukkan bahwa, berdasarkan hasil energi yang diamati, LID-568 tampaknya mengonsumsi material yang jatuh - yang dikenal sebagai akresi - lebih dari 40 kali lipat dari hipotesis maksimum, yang disebut batas Eddington, untuk aktivitas tersebut.

"Batas Eddington adalah batas teoritis untuk hasil energi maksimum yang dapat dihasilkan lubang hitam melalui proses akresi. Batas teoritis ini mengasumsikan bahwa gaya luar dari radiasi yang dihasilkan selama proses akresi menyeimbangkan gravitasi material yang jatuh," kata astronom dan rekan penulis studi Julia Scharwächter dari Observatorium Gemini dan NOIRLab.

Lubang hitam purba ini diperkirakan berasal dari salah satu dari dua cara, baik setelah kematian bintang generasi pertama di alam semesta secara tiba-tiba atau melalui keruntuhan awan gas besar yang ada di alam semesta awal.

"Penemuan LID-568 menunjukkan bahwa sebagian besar pertumbuhan massa dapat terjadi selama satu episode akresi cepat. Ini dapat membantu menjelaskan bagaimana lubang hitam supermasif terbentuk begitu awal di alam semesta, terlepas dari bagaimana mereka berasal," kata Suh.

"Sampai saat ini, kami belum memiliki konfirmasi observasional tentang bagaimana lubang hitam ini dapat tumbuh begitu cepat di alam semesta awal," tambah Suh.

Pertanda utama lubang hitam supermasif yang sedang tumbuh adalah emisi sinar-X, radiasi elektromagnetik berenergi tinggi dengan panjang gelombang yang sangat pendek.

Material yang berputar di sekitar lubang hitam supermasif sebelum dikonsumsi menjadi sangat panas dan bersinar kuat dalam panjang gelombang sinar-X. Para peneliti pertama kali menemukan LID-568 menggunakan Observatorium Sinar-X Chandra milik NASA dan kemudian mempelajarinya lebih dekat menggunakan kemampuan observasi inframerah Webb.

Pengamatan Webb menunjukkan adanya semacam mekanisme yang memungkinkan lubang hitam melahap material dengan kecepatan lebih cepat daripada yang diperkirakan sebelumnya.

"LID-568 luar biasa karena laju pertumbuhannya yang ekstrem dan fakta "Itu ada begitu awal di alam semesta," kata Suh. "Kami belum tahu bagaimana LID-568 mampu melampaui batas Eddington. Untuk menyelidiki lebih lanjut, kami memerlukan lebih banyak data, jadi kami berencana untuk melakukan pengamatan lanjutan dengan Webb."