Dalam citra dalam dari Teleskop Antariksa James Webb (JWST), para astronom menemukan banyak objek aneh.
Objek itu berupa galaksi-galaksi mungil yang sangat jauh, tampak sangat merah dan kompak. Mereka dijuluki Little Red Dots (LRDs), Noktah Merah Kecil, dan jumlahnya ternyata jauh lebih banyak dari yang diperkirakan.
Salah satu di antara LRD ini, CANUCS-LRD-z8.6, menjadi bintang utama cerita terbaru. Galaksi ini kita lihat sebagaimana keadaannya ketika alam semesta baru berusia sekitar 570 juta tahun setelah Big Bang, atau lebih dari 13 miliar tahun lalu. Di dalam galaksi yang masih sangat muda dan kecil ini, para peneliti menemukan sesuatu yang jauh lebih besar daripada yang seharusnya: sebuah lubang hitam supermasif yang sedang aktif tumbuh sangat cepat.
Mengintip Galaksi Muda dengan Mata Inframerah Webb
Untuk mengungkap rahasia CANUCS-LRD-z8.6, tim astronom menggunakan instrumen Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) di JWST. Alat ini memecah cahaya galaksi menjadi spektrum, layaknya sidik jari cahaya, sehingga sifat gas dan bintang di dalamnya bisa dipelajari secara rinci.
Dalam spektrum galaksi ini, mereka menemukan tanda-tanda khas lubang hitam yang sedang “makan”:
- gas yang sangat terionisasi oleh radiasi berenergi tinggi,
- garis emisi yang lebar, menandakan gas bergerak sangat cepat mengelilingi pusat,
- dan struktur galaksi yang kompak dengan sedikit unsur berat, ciri galaksi yang masih berada di tahap awal evolusinya.
Dari data ini, tim dapat memperkirakan massa lubang hitam dan massa bintang-bintang di galaksi. Hasilnya membuat tercengang, untuk ukuran galaksi yang masih muda dan relatif kecil, lubang hitam di pusatnya sudah “kebablasan” besar.
Lubang Hitam yang Terlalu Besar untuk Galaksinya
Di alam semesta dekat, pengamatan selama bertahun-tahun menunjukkan hubungan yang cukup rapi antara massa lubang hitam supermasif dan massa galaksi induknya: makin besar galaksinya, makin besar lubang hitam pusatnya. CANUCS-LRD-z8.6 mematahkan pola nyaman ini.
Galaksi ini adalah salah satu galaksi paling masif yang diketahui pada zaman sedini itu, tetapi lubang hitamnya masih jauh lebih masif daripada yang diprediksi oleh hubungan biasa antara lubang hitam dan bintang-bintang di galaksi. Dengan kata lain, lubang hitamnya tampak “kelewat besar” dibandingkan isi galaksinya.
Temuan ini mengisyaratkan bahwa di alam semesta yang sangat muda, lubang hitam bisa tumbuh jauh lebih cepat daripada galaksi yang menjadi rumahnya. Hal itu memaksa para teoretikus untuk mempertimbangkan skenario baru. Yang pertama, benih lubang hitam yang sejak awal sudah sangat besar (heavy seeds), atau yang kedua. fase pertumbuhan ekstrem dengan laju akresi di atas batas normal (super-Eddington), atau kombinasi keduanya.
Quasar yang kita amati di alam semesta “dewasa” adalah galaksi dengan lubang hitam supermasif yang bersinar sangat terang ketika menghisap materi. Pertanyaannya, bagaimana monster kosmik sebesar itu bisa terbentuk begitu cepat setelah Big Bang?
CANUCS-LRD-z8.6 memberikan salah satu potongan puzzle yang hilang. LRD ini tampak sebagai versi awal dari pusat galaksi aktif: kecil, sangat merah, miskin unsur berat, tetapi sudah memiliki lubang hitam yang tumbuh agresif. Objek seperti ini kemungkinan merupakan nenek moyang dari quasar-quasar terang yang sekarang menerangi alam semesta.
Langkah Berikutnya, Mengintai Gas Dingin dan Debu
Perjalanan belum berakhir. Tim peneliti sudah merencanakan pengamatan lanjutan dengan ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) dan pengamatan tambahan dengan Webb untuk memetakan gas dingin dan debu di galaksi ini. Dari sana, mereka berharap dapat mengukur lebih tepat bagaimana bahan bakar untuk lubang hitam ini tersuplai, dan bagaimana galaksi serta lubang hitamnya tumbuh bersama di miliaran tahun pertama sejarah kosmik.
Seiring JWST terus membuka jendela ke alam semesta paling awal, LRD seperti CANUCS-LRD-z8.6 diperkirakan bukan yang terakhir. Setiap Noktah Merah Kecil baru yang terungkap bukan hanya satu galaksi jauh tambahan di katalog, tetapi juga satu bab penting dalam kisah bagaimana lubang hitam supermasif pertama lahir, tumbuh terlalu cepat, dan akhirnya menjadi mercusuar kosmis yang kita kenal sebagai quasar.
