Pengamatan dari Teleskop Antariksa James Webb (JWST) dan Teleskop Sinar-X Chandra mengungkap keberadaan lubang hitam supermasif massa rendah bernama LID-568 yang melahap materi dengan kecepatan 40 kali lebih tinggi dari batas teoritis, atau batas Eddington.
Lubang hitam di pusat galaksi ini ditemukan sedang melahap materi saat alam semesta baru berusia 1,5 miliar tahun setelah Dentuman Besar. Dengan demikian, para astronom bisa memperoleh informasi dan pemahaman baru terkait bagaimana lubang hitam supermasif bertumbuh sangat cepat di masa awal alam semesta.
Lubang hitam supermasif biasa ditemui di pusat sebagian besar galaksi. Namun, penemuan lubang hitam supermasif yang sedang dalam “pesta makan besar” ini memberikan data penting untuk memahami mekanisme perkembangan cepat mereka di masa awal.
Tim astronom dari International Gemini Observatory/NOIRLab NASA dipimpin oleh Hyewon Suh, menggunakan JWST dan Chandra X-ray Observatory untuk mengamati sejumlah galaksi yang sangat terang di spektrum sinar-X tetapi tidak terlihat di spektrum optik dan inframerah. Dengan sensitivitas inframerah unik JWST, galaksi-galaksi ini kini dapat terdeteksi.
Dalam penelitian ini, LID-568 menarik perhatian karena emisi sinar-X yang intens. Namun, lokasinya yang tepat sulit ditentukan dengan pengamatan sinar-X saja, sehingga tim menggunakan alat spektrograf lapangan integral pada JWST yang dapat menangkap spektrum setiap piksel di bidang pandang.
Menurut astronom NOIRLab Emanuele Farina, metode ini memungkinkan penemuan gas keluar yang kuat di sekitar lubang hitam LID-568. Ukuran dan kecepatan gas keluar ini menunjukkan bahwa sebagian besar pertumbuhan massa LID-568 mungkin terjadi dalam satu periode akresi cepat.
Saat dihitung, kecerlangan LID-568 ternyata jauh melampaui batas Eddington. Ini mengejutkan, karena batas ini menentukan berapa banyak materi yang dapat “dilahap” lubang hitam sebelum energi yang dihasilkan oleh kompresi materi menyeimbangkan tarikan gravitasinya. Hasilnya menunjukkan bahwa mekanisme akresi cepat di atas batas Eddington bisa menjadi salah satu penjelasan mengapa terdapat lubang hitam yang sangat masif di alam semesta awal.
Penemuan ini memberikan petunjuk baru tentang bagaimana lubang hitam supermasif mungkin terbentuk dari “benih” lubang hitam kecil yang dihasilkan dari kematian bintang pertama atau dari keruntuhan gas masif. Sampai sekarang, teori ini masih minim bukti pengamatan. Namun, keberadaan akresi super-Eddington pada LID-568 menunjukkan bahwa lubang hitam dapat mengalami pertumbuhan massa dalam satu periode makan besar tanpa menghiraukan apakah berasal dari “benih” ringan atau berat.
Menurut Suh, pengamatan terhadap LID-568 ini juga membuka kemungkinan untuk mempelajari bagaimana sistem lubang hitam bisa mempertahankan kestabilannya meskipun berada dalam fase akresi ekstrem. Energi berlebih dari akresi ini mungkin dilepaskan melalui aliran gas keluar, sehingga sistem tidak terlalu tidak stabil. Langkah selanjutnya dalam penelitian adalah melakukan observasi lanjutan dengan JWST untuk memahami lebih lanjut mekanisme yang terjadi di balik akresi cepat ini.
Dengan temuan LID-568 ini, para astronom semakin dekat pada jawaban tentang bagaimana lubang hitam supermasif bisa muncul dan tumbuh di awal alam semesta, menawarkan jendela baru untuk memahami objek misterius yang sangat berpengaruh dalam pembentukan galaksi dan evolusi kosmos.
