Para ahli astronomi mengklaim pada hari Senin bahwa mereka telah menemukan objek yang mungkin menjadi objek paling lapar dan paling bercahaya di alam semesta terlihat – lubang hitam supermasif yang menelan sebuah bintang setiap hari. Itu setara dengan massa 370 matahari yang menghilang ke dalam lubang gullet kosmik 11 miliar tahun yang lalu pada awal waktu.
Sunggingan sunggingan.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam Nature Astronomy, Christian Wolf dari Australian National University dan rekan-rekan dari Australia dan Eropa, menyebut objek di pusat quasar yang baru ditemukan J0529-4351 sebagai “lubang hitam paling cepat tumbuh di alam semesta.”
Menurut perkiraan mereka, lubang hitam ini melampaui batas sebagai salah satu lubang hitam terbesar yang pernah ditemukan: 17 miliar kali lebih masif dari matahari.
Tetapi ahli astrofisika lain meragukan hasil ini, mempertanyakan metode yang digunakan untuk mengestimasi massa dan kecerlangan quasar baru ini. Mereka mengatakan perhitungannya terlalu tidak pasti untuk menjadi kesimpulan. “Mereka mungkin memiliki nilai yang tepat, tetapi saya rasa para pengamat lain tidak akan terkejut jika ternyata massa sebenarnya sedikit lebih rendah,” kata Daniel Holz, seorang astrofisikawan teoretis di University of Chicago.
“Ini tampak seperti objek yang ekstrem,” katanya. Tapi, tambahnya, “saya akan kaget jika ternyata ini quasar paling bercahaya di langit.”
Jenny Greene, seorang profesor ilmu astrofisika di Princeton University, menyebut hasil ini “lucu.” “Menarik untuk menemukan yang tercerah dari sesuatu,” katanya.
Namun, dia setuju dengan Dr. Holz: “Saya rasa perbedaan kecerahan antara ini dan quasar lain tidak begitu besar, dan mengingat variabilitas historis quasar. Tidak jelas apakah objek ini benar-benar lebih bercahaya dari yang lain.”
Chung-Pei Ma, seorang astrofisikawan di University of California, Berkeley, turut memberikan pendapatnya, mengatakan bahwa perkiraan massa lubang hitam masa lalu ini bisa salah sebanyak dua atau tiga faktor, “terlalu besar untuk membuat saya kehilangan tidur atas keberlanjutan model kosmologis yang berlaku”
Ini adalah cerita tentang angka-angka besar yang sulit dipahami, bagaimanapun juga hasil penelitiannya.
“Ada permainan aneh di bidang astronomi di mana kita selalu mencari yang terbesar, yang tercerah, yang paling muda, yang tertua, dll.,” kata Dr. Holz dalam sebuah email. “Objek-objek pemecah rekor adalah cara yang efisien untuk mempelajari alam semesta. Ekstrem membantu menyinari kontur dari sebuah masalah, dan membantu mendorong teori-teori kita sampai pada (atau melebihi) batasnya.”
Hal yang sama juga berlaku untuk quasar dan lubang hitam. Quasar adalah objek-objek jauh yang terlihat seperti bintang di langit. Pada tahun 1960-an, ditemukan bahwa mereka memancarkan energi yang luar biasa, mengalahkan semua bintang di galaksi tempat mereka berada.
Para astronom sejak itu menyimpulkan bahwa semua energi ini diproduksi oleh materi yang jatuh ke dalam lubang hitam raksasa. Sama seperti bak mandi tidak bisa mengering dalam sekejap, materi hanya bisa menghilang ke dalam selokan kosmik pada tingkat tertentu, yang disebut batas Eddington, bergantung pada ukuran lubang hitam. Sisanya terperangkap dalam semacam “pintu pagar” penuh malapetaka, sebuah cakram berputar dan berkilat memancarkan energi. Ini membuat lubang hitam, meskipun memiliki nama hitam, menjadi benda-benda tercerah di alam semesta.
Karena mereka terlihat seperti bintang, quasar sulit ditemukan di langit. Dr. Wolf, seorang penggemar pencari quasar, mengatakan dalam sebuah email bahwa dia senang berburu. “Ini membuat saya merasa seperti anak kecil lagi,” tulisnya.
Dalam kasus ini, quasar tersebut bersembunyi di depan mata dalam basis data pesawat luar angkasa Gaia milik European Space Agency, yang telah memetakan lokasi dan properti miliaran bintang sejak diluncurkan pada tahun 2013.
Dr. Wolf dan timnya mengidentifikasinya sebagai quasar setelah mengamatinya dengan teleskop di Observatorium Siding Spring di Australia. Pengukuran spektrografis tindak lanjut dengan Teleskop Sangat Besar yang dioperasikan oleh European Southern Observatory di La Silla, Cile, memungkinkan mereka memperkirakan ukuran cakram aksesi dan kecepatan gas di dalamnya.
Ini kemudian memungkinkan mereka menyimpulkan bahwa lubang hitam tersebut memiliki massa sekitar 17 miliar massa matahari dan sesuai dengan batas Eddington, sedang mengakresi massa dengan secepat-cepatnya yang bisa dilakukannya, tergantung pada ukuran atau massa lubang hitam tersebut.
“Dalam proses ini, cakram aksesi sendiri melepaskan energi radiatif yang setara dengan output antara 365 dan 640 triliun matahari,” kata para astronom dalam makalah mereka. Mereka berharap dapat melakukannya lebih baik dalam waktu dekat dengan versi terbaru alat optik resolusi tinggi yang disebut Gravity pada Teleskop Sangat Besar, dan Teleskop Sangat Besar dari Eropa yang sedang dibangun di Cile.
Mengakui bahwa semua perkiraan massa lubang hitam alam semesta awal yang jauh ini memang tidak pasti dengan margin yang besar, Dr. Wolf mengatakan bahwa instrumen baru tersebut seharusnya dapat memberikan gambar yang sangat baik dari cakram badai berputar yang mengarah ke massa lubang hitam yang akurat. “Ini akan memeriksa skala yang kita gunakan tepat di ujung teratas dan paling ekstrem, dan mungkin membantu menyelesaikan perdebatan tentang semua ekstrapolasi ini yang saat ini kita andalkan,” katanya. “Ini pasti akan menjadi langkah penting untuk kosmologi.”
Dibandingkan dengan lubang hitam di pusat Bima Sakti, yang hanya empat juta kali lebih masif dari matahari, dan lubang hitam yang terlihat di pusat galaksi raksasa M87 di Virgo, yang 6,5 miliar kali lebih masif dari matahari.
Deteksi lubang hitam supermasif baru-baru ini yang berada di galaksi pada masa awal sejarah alam semesta, hanya sekitar satu atau dua miliar tahun setelah Dentuman Besar, telah memicu perdebatan tentang bagaimana mereka bisa tumbuh begitu besar begitu cepat. Para ahli astronomi sejak lama telah berteori bahwa ketika alam semesta berusia hanya 100 juta tahun atau lebih, telah tertanam dengan lubang hitam ketika bintang pertama padam, meledak, dan runtuh menjadi lubang hitam beberapa puluh kali massa matahari. Pada prinsipnya, dalam waktu kosmik, mereka bisa berkembang menjadi monster yang ditemukan di pusat hampir semua galaksi dengan menyatukan dengan lubang hitam lain, aksiensi gas, dan memakan bintang sesekali yang terlalu dekat.
Dengan laju pertumbuhan yang diamati, Dr. Wolf mengatakan, lubang hitam quasar ini akan bertambah dua kali lipat setiap 30 juta tahun, yang akan memungkinkan massa lubang hitam tumbuh menjadi 17 miliar matahari dalam tiga miliar tahun setelah Dentuman Besar.
Tetapi tidak mungkin, lanjutnya, bahwa lubang hitam benar-benar tumbuh pada tingkat maksimum mereka sepanjang waktu. Ia mencatat bahwa lubang hitam hanya kadang-kadang mencapai batas Eddington mereka, ketika sebuah perjamuan hadir. Lubang hitam yang lebih masif telah ditemukan pada masa awal alam semesta oleh teleskop seperti Teleskop Luar Angkasa James Webb, tetapi tidak ada yang secerah J0529-4351.
Hal ini telah mendorong beberapa astronom untuk berspekulasi bahwa banyak dari lubang hitam ini memiliki asal primordial, mendahului bintang dan galaksi, dan awalnya sangat masif.
“Saya sendiri mulai mempercayai ide bahwa lubang hitam terbentuk sebelum galaksi melakukannya, dan menjadi bibit-bibit di sekitar mana galaksi terbentuk daripada sebaliknya,” kata Dr. Wolf.
“Ide ini sudah diajukan beberapa dekade yang lalu, tetapi dianggap terlalu gila untuk menjadi hal yang umum,” katanya. Namun hasil dari Teleskop Luar Angkasa James Webb telah memberikan sedikit kehidupan pada ide ini. “Ini adalah masa yang sangat mengasyikkan,” kata Dr. Wolf.
