Menggunakan teleskop NASA para astronom menemukan lubang hitam terjauh yang pernah terlihat melalui sinar-X. Lubang hitam berada pada tahap awal pertumbuhan yang belum pernah terjadi sebelumnya, dimana massanya mirip dengan galaksi induknya. Hasil ini mungkin menjelaskan bagaimana beberapa lubang hitam supermasif pertama di alam semesta terbentuk.
Dengan menggabungkan data dari Observatorium Sinar-X Chandra milik NASA dan Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA, tim peneliti dapat menemukan tanda-tanda lubang hitam yang berkembang hanya 470 juta tahun setelah Big Bang.
“Kami membutuhkan Webb untuk menemukan galaksi yang sangat jauh ini dan Chandra untuk menemukan lubang hitam supermasifnya,” kata Akos Bohdan dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). “Kami juga menggunakan kaca pembesar kosmik, yang meningkatkan jumlah cahaya yang kami deteksi.” Efek pembesaran ini dikenal sebagai pelensaan gravitasi.
Bohdan dan timnya menemukan lubang hitam di galaksi bernama UHZ1 di arah gugus galaksi Abell 2744, yang terletak 3,5 miliar tahun cahaya dari Bumi. Namun, data Webb menunjukkan bahwa galaksi tersebut jauh lebih jauh dibandingkan gugusnya, yaitu 13,2 miliar tahun cahaya dari Bumi ketika usia alam semesta baru 3% dari usianya saat ini.
Pengamatan Chandra selama lebih dari dua minggu telah mengungkap keberadaan gas super panas di galaksi ini yang memancarkan sinar-X, ciri khas lubang hitam supermasif yang sedang berkembang. Cahaya dari galaksi dan sinar-X dari gas di sekitar lubang hitam supermasifnya diperbesar sekitar empat kali lipat oleh materi di Abell 2744 (karena pelensaan gravitasi), yang memperkuat sinyal inframerah yang terdeteksi oleh Webb dan memungkinkan Chandra untuk mendeteksinya. sumber sinar-X yang samar.
Penemuan ini penting untuk memahami bagaimana beberapa lubang hitam supermasif dapat mencapai massa kolosal tak lama setelah Big Bang. Apakah mereka terbentuk langsung dari runtuhnya awan gas raksasa, sehingga menciptakan lubang hitam bermassa 10 hingga 000 matahari? Apakah ledakan tersebut berasal dari ledakan bintang pertama yang menghasilkan lubang hitam yang beratnya hanya 100 hingga 000 kali massa matahari?
“Ada batasan fisik mengenai seberapa cepat lubang hitam dapat tumbuh setelah terbentuk, namun lubang hitam yang lahir lebih masif memiliki keunggulan. Ini seperti menanam bibit yang membutuhkan waktu lebih sedikit untuk tumbuh menjadi pohon berukuran penuh dibandingkan jika Anda memulai dari benih,” kata Andy Goulding dari Universitas Princeton.
Tim Bohdan menemukan bukti yang meyakinkan bahwa lubang hitam yang baru ditemukan itu lahir secara masif. Massanya diperkirakan berkisar antara 10 hingga 100 juta matahari, berdasarkan kecerahan dan energi radiasi sinar-X. Kisaran massa ini mirip dengan massa semua bintang di galaksi tempatnya berada, sangat kontras dengan lubang hitam di pusat galaksi di alam semesta terdekat, yang biasanya hanya berisi sepersepuluh persen massanya. bintang galaksi.
Besarnya massa lubang hitam pada usia muda, serta jumlah sinar-X yang dihasilkannya dan kecerahan galaksi yang terdeteksi oleh Webb, konsisten dengan prediksi teoretis dari rekan penulis makalah tahun 2017 Priyamvada Natarajan dari Universitas Yale untuk supermasif. lubang hitam yang terbentuk secara langsung akibat runtuhnya awan gas yang sangat besar.
“Kami percaya ini adalah deteksi pertama ‘lubang hitam supermasif’ dan bukti terbaik bahwa beberapa lubang hitam terbentuk dari awan gas yang sangat besar,” kata Natarajan. “Untuk pertama kalinya, kami mengamati tahap singkat ketika sebuah lubang hitam supermasif memiliki berat yang sama dengan berat bintang-bintang di galaksinya sebelum ia tertinggal.”
Para peneliti berencana untuk menggunakan hasil ini dan hasil lain dari Webb, serta hasil penggabungan data dari teleskop lain, untuk membangun gambaran yang lebih lengkap tentang alam semesta awal. Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA sebelumnya telah menunjukkan bahwa cahaya dari galaksi jauh diperkuat oleh materi di gugus galaksi antargalaksi, yang sebagian menjelaskan motivasi pengamatan Webb dan Chandra yang dijelaskan di sini.
Baca juga: