Para astronom mungkin selangkah lebih dekat untuk mengungkap mata rantai yang hilang dalam evolusi lubang hitam supermasif setelah menemukan objek merah kecil misterius yang mungkin sebenarnya merupakan kelas baru objek langit – ‘bintang lubang hitam’.
Studi baru ini menganalisis data yang dikumpulkan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb pada tahun 2022. Pada saat data tersebut dirilis, para peneliti dari Universitas Negeri Pennsylvania di AS memperhatikan titik-titik merah kecil misterius yang mereka sebut ‘pemecah alam semesta’ .
Titik-titik ini diperkirakan merupakan galaksi setua Bima Sakti – sekitar 13,6 miliar tahun – tetapi hanya 500 hingga 700 juta tahun setelah Big Bang. Objek-objek ini mempertanyakan bagaimana para ilmuwan mengira galaksi terbentuk.
Kini, setelah meninjau kembali data tersebut, mereka yakin titik-titik merah itu mungkin sebenarnya adalah bola-bola gas panas raksasa yang begitu padat hingga tampak seperti atmosfer bintang. Namun, mereka bukanlah bintang biasa.
“Pada dasarnya, kami mengamati cukup banyak titik merah hingga kami melihat satu titik yang atmosfernya begitu tebal sehingga tidak dapat dijelaskan sebagai bintang biasa yang kita harapkan dari sebuah galaksi,” kata rekan penulis studi tersebut, Joel Leja, seorang profesor madya astrofisika di Penn State.
Alih-alih ditenagai oleh fusi nuklir seperti bintang, para peneliti percaya objek didorong oleh lubang hitam supermasif di pusatnya yang menarik materi dan mengubahnya menjadi energi yang memancarkan cahaya merah.
Itu sungguh jawaban yang elegan,” kata Leja.
“Kami mengira itu adalah galaksi kecil yang penuh dengan banyak bintang dingin yang terpisah, tetapi sebenarnya, itu adalah satu bintang raksasa yang sangat dingin.”
Temuan ini telah dipublikasikan dalam Astronomy & Astrophysics .
Warna bintang membantu para astronom menunjukkan suhunya. Sebagian besar bintang di alam semesta adalah bintang yang lebih dingin dan bermassa rendah, yang memancarkan cahaya merah atau inframerah dekat yang sering kali terkikis oleh bintang-bintang panas bercahaya yang lebih langka.
Ketika para astronom pertama kali mulai menyelidiki titik-titik merah kecil tersebut, mereka menyadari bahwa ukurannya jauh lebih besar daripada yang diprediksi oleh model galaksi. Awalnya, Leja dan rekan-rekannya berasumsi bahwa mereka adalah galaksi dewasa, yang cenderung menjadi lebih merah seiring bertambahnya usia bintang-bintang di dalamnya. Namun, objek-objek tersebut masih terlalu terang untuk memenuhi hipotesis ini.
Yang mengejutkan para peneliti, cahaya ini tidak berasal dari gugusan bintang tebal, melainkan dari satu objek raksasa. Berdasarkan kualitas spektral objek tersebut, para penulis berpendapat bahwa The Cliff paling tepat dijelaskan oleh sebuah lubang hitam supermasif yang dikelilingi oleh bola gas hidrogen.
“Bintang-bintang lubang hitam ini mungkin merupakan fase pertama pembentukan lubang-lubang hitam yang kita lihat di galaksi-galaksi saat ini – lubang-lubang hitam supermasif dalam tahap awal,” kata Leja.
JWST telah menemukan tanda-tanda lubang hitam bermassa tinggi di alam semesta awal sebelumnya, meskipun tidak banyak yang diketahui tentang asal-usulnya.
Para peneliti menyarankan objek bintang lubang hitam baru ini, yang pada dasarnya merupakan pembangun massa bertenaga turbo, dapat membantu menjelaskan evolusi awal alam semesta.
Tim berencana untuk menguji kepadatan gas bintang lubang hitam baru ini dengan harapan menemukan jawaban yang lebih jelas. “Ini adalah ide terbaik yang kami miliki dan benar-benar yang pertama yang sesuai dengan hampir semua data, jadi sekarang kami perlu mengembangkannya lebih lanjut,” kata Leja.
“Salah itu wajar. Alam semesta jauh lebih aneh daripada yang bisa kita bayangkan, dan yang bisa kita lakukan hanyalah mengikuti petunjuknya. Masih ada kejutan besar di luar sana untuk kita.