Pengamatan yang dikumpulkan menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mengungkapkan lubang hitam supermasif aktif, yang massanya 9 juta kali Matahari, dan yang aktif tumbuh, menyerap materi dari ruang di sekitarnya. 570 juta tahun setelah Big Bang, itu adalah lubang hitam supermasif pertama yang tumbuh, meskipun para ilmuwan berharap itu tidak akan bertahan lama.
Sebuah lubang hitam ditemukan di dalam salah satu galaksi paling awal yang pernah ditemukan, sebelumnya dikenal sebagai EGSY8p7, dan sejak saat itu berganti nama menjadi CEERS 1019. Penemuannya dapat membantu memecahkan salah satu misteri terbesar alam semesta awal: bagaimana lubang hitam di Cosmic Dawn tumbuh sebesar itu dalam waktu yang singkat.
Sebuah artikel yang merinci penemuan tersebut, dipimpin oleh ahli astrofisika Rebecca Larson dari University of Texas di Austin, muncul dalam edisi khusus The Astrophysical Journal. "Kami menemukan nukleus galaksi aktif (AGN) terjauh dan lubang hitam tertua yang pernah kami temukan," kata Larson kepada ScienceAlert. Larson awalnya mengamati CEERS 1019 sebagai bagian dari pekerjaannya mempelajari cahaya yang dihasilkan oleh pembentukan bintang di alam semesta paling awal.
Cahaya ini, yang disebut radiasi alfa Lyman, diperkirakan dihasilkan oleh ionisasi hidrogen netral selama pembentukan bintang. Alam semesta awal dipenuhi dengan kabut hidrogen netral yang mencegah perambatan cahaya, hanya setelah hidrogen ini terionisasi cahaya dapat merambat dengan bebas.
Era reionisasi ini, seperti diketahui, belum sepenuhnya dipelajari. Kita tahu bahwa itu terjadi dalam satu miliar tahun pertama setelah Big Bang 13,8 miliar tahun yang lalu, tetapi sangat sulit untuk melihat sejauh itu ke awal alam semesta. CEERS 1019 dan beberapa galaksi ultra-dini lainnya menjadi objek yang sangat baik untuk penelitian ini karena relatif terang. Galaksi tersebut diidentifikasi dalam data Hubble pada tahun 2015, dan pada saat itu merupakan galaksi paling awal dan terjauh yang teramati.
Pengamatan selanjutnya mengkonfirmasi keberadaannya, tetapi informasi yang lebih rinci tetap sulit dipahami: cahaya paling awal di alam semesta, karena perluasan alam semesta, telah bergeser jauh ke bagian inframerah spektrum sehingga diperlukan instrumen inframerah khusus yang kuat seperti JWST. untuk mempelajarinya.
Jadi ketika JWST muncul, CEERS 1019 – galaksi Hubble paling terang di era ini – menjadi target yang jelas. Teleskop hanya mengamati galaksi selama satu jam dengan keempat instrumennya, tetapi menyediakan banyak data.
Kemudian Larson memperhatikan sesuatu yang tidak dia duga. Selain pembentukan bintang terang, terdapat fitur emisi luas yang biasanya diasosiasikan dengan AGN. Ketika dia memberi tahu beberapa peneliti AGN tentang hal itu, semuanya menjadi menarik. Biasanya, galaksi di alam semesta awal memancarkan cahaya dari supernova atau cahaya dari pembentukan bintang. Melihat keduanya di galaksi yang sama sangatlah tidak terduga.
"Kami berdebat selama berminggu-minggu bahwa itu harus, itu harus satu atau yang lain. Dan ternyata keduanya. Ada beberapa pengaruh lubang hitam pada garis emisi yang kita lihat, tetapi sebagian besar cahaya yang kita lihat dalam gambar kita masih didominasi oleh bagian pembentuk bintang di galaksi." Bahwa lubang hitam supermasif ada lebih dari 13,2 miliar tahun yang lalu dan terus tumbuh tidaklah mengejutkan seperti yang Anda bayangkan.
Lubang hitam yang jauh lebih besar telah ditemukan di alam semesta awal, J1342+0928, kuasi-galaksi yang ditemukan 690 juta tahun setelah Big Bang, memiliki lubang hitam supermasif seukuran 800 juta Matahari. Lubang hitam di J0313-1806, ditemukan 670 juta tahun setelah Big Bang, berukuran 1,6 miliar Matahari.
Kedua quasar ini didominasi oleh emisi AGN. Menurut Larson dan rekan-rekannya, CEERS 1019 adalah tahap peralihan: titik antara galaksi-galaksi selanjutnya yang lebih besar dan didominasi AGN dan bagaimana galaksi-galaksi itu dan lubang hitamnya mulai terbentuk. Melihat lubang hitam supermasif di CEERS 1019, para peneliti percaya bahwa objek tersebut terbentuk dari runtuhnya objek masif, seperti salah satu bintang paling awal di alam semesta. Bintang-bintang ini jauh lebih besar daripada bintang-bintang yang kita lihat di sekitar kita hari ini, jadi lubang hitam dari keruntuhan seperti itu akan memulai jalur menuju supermasif.
Seperti yang ditunjukkan Larson, hasilnya diperoleh hanya dalam satu jam pengamatan. Pengamatan yang sangat mendalam diharapkan dapat mengungkap galaksi yang lebih jauh dan bahkan lebih redup, yang pada akhirnya akan membantu kita memahami bagaimana alam semesta lahir dan tumbuh.
Baca juga:
- Para astronom telah menyaksikan aktivasi lubang hitam yang energik
- Lubang hitam supermasif Sagitarius A* terbangun 200 tahun lalu