Galaksi J0148-4214 menyimpan tiga lubang hitam aktif, termasuk satu yang melahap materi dengan laju melampaui batas yang diperkirakan teori dasar. Temuan pada galaksi purba ini memberi petunjuk tentang bagaimana objek bermassa besar dapat tumbuh cepat ketika alam semesta masih muda.
Galaksi itu terlihat sebagaimana keadaannya sekitar 12,5 miliar tahun lalu. Cahaya yang kini diterima para astronom telah menempuh perjalanan selama itu, sehingga pengamatan merekam masa ketika alam semesta berusia kira-kira 1,2 miliar tahun setelah Big Bang. CNN Indonesia dan Lentera.co melaporkan temuan ini sebagai bukti pertama tiga lubang hitam aktif dalam satu galaksi di alam semesta jauh.
Penelitian dipimpin tim internasional dari Institut Max Planck untuk Fisika Ekstraterestrial (MPE). Para peneliti mengukur pergeseran merah J0148-4214 sebesar z=5,02, penanda yang digunakan untuk memperkirakan jarak objek kosmik. Nilai itu berkaitan dengan pemuaian alam semesta, yang meregangkan gelombang cahaya dari galaksi jauh.
Posisi ketiganya tak berimpit
Dua lubang hitam berada berdekatan dengan pusat galaksi. Jarak proyeksi di antara keduanya sekitar 620 tahun cahaya. Objek ketiga ditemukan lebih jauh, kira-kira 5.500 tahun cahaya dari pusat J0148-4214.
Ketiganya disebut aktif karena sedang menarik dan mengumpulkan materi di sekelilingnya. Gas dan material lain bergerak membentuk piringan sebelum sebagian jatuh ke lubang hitam. Meski objek itu sendiri tak terlihat langsung, proses di sekitarnya meninggalkan jejak pada cahaya yang dapat diamati.
Tim mengenali aktivitas tersebut melalui pola emisi hidrogen. Tarikan gravitasi lubang hitam membuat gas bergerak sangat cepat, dan gerakan itu memengaruhi spektrum cahaya. Di bagian pusat galaksi, pola yang terukur rumit. Para peneliti menilai dua sumber yang berdekatan lebih masuk akal menjelaskan pola tersebut ketimbang satu lubang hitam saja.
Untuk memisahkan sinyal kedua objek pusat, tim menggunakan spektro-astrometri. Teknik ini melacak perubahan kecil posisi pancaran spektrum di berbagai bagian galaksi. Pengukuran itu membantu menentukan letak dua lubang hitam, meskipun teleskop tidak menangkap keduanya sebagai dua titik cahaya yang terpisah jelas. Pengamatan yang sama juga mengungkap objek aktif ketiga di pinggiran galaksi.
Lubang hitam lebih kecil tumbuh paling cepat
Perhitungan tim memperkirakan massa ketiga objek itu tidak sama. Satu memiliki massa sekitar 80 juta kali Matahari, satu lagi sekitar 600.000 kali, sedangkan yang ketiga kira-kira dua juta kali massa Matahari. Data teleskop JWST, menurut laporan CNN Indonesia, membantu peneliti mengidentifikasi objek-objek tersebut sekaligus memperkirakan massa dan laju pertumbuhannya.
Yang paling berat bukan yang paling cepat mengumpulkan materi. Lubang hitam bermassa sekitar 600.000 Matahari justru memiliki laju akresi tertinggi. Perkiraan laju itu melampaui batas Eddington, yakni batas maksimum yang diprediksi teori dasar untuk laju pertumbuhan dari materi yang ditarik masuk.
Temuan tersebut menawarkan petunjuk bagi persoalan yang lama dikaji astronom: bagaimana lubang hitam dengan massa sangat besar sudah muncul pada masa awal alam semesta. Laju pertumbuhan yang tinggi pada salah satu objek J0148-4214 dapat membantu menjelaskan bagaimana sebagian lubang hitam mencapai ukuran besar dalam waktu relatif singkat.
Penggabungan galaksi jadi petunjuk
Para astronom menduga tabrakan dan penggabungan galaksi lazim terjadi pada masa awal kosmos. Ketika galaksi-galaksi menyatu, lubang hitam yang berada di pusatnya dapat ikut bergerak saling mendekat. Jika proses itu berlanjut, objek-objek tersebut berpotensi bergabung dan membentuk lubang hitam yang lebih besar.
Hannah Übler, pemimpin kelompok riset MPE sekaligus penulis utama studi, menyebut temuan itu sebagai bukti pertama tiga lubang hitam aktif dalam satu galaksi di alam semesta jauh. Ia menilai keberadaan ketiganya mengisyaratkan proses pertemuan lubang hitam berlangsung efisien pada masa tersebut.
Penggabungan lubang hitam juga diperkirakan menghasilkan gelombang gravitasi. Menurut Übler, temuan J0148-4214 membuka jalan bagi pengamatan peristiwa semacam itu oleh observatorium gelombang gravitasi pada masa mendatang. Sementara itu, pengamatan lebih lanjut terhadap galaksi jauh akan membantu menguji bagaimana hubungan antara pertumbuhan lubang hitam dan perubahan galaksi berlangsung pada alam semesta awal.
You may also like
