Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) kemungkinan telah menemukan tempat lahir dari lubang hitam massa menengah, jenis lubang hitam yang selama ini sulit dibuktikan keberadaannya. JWST menemukan lima gugus bintang padat di sebuah galaksi yang cahayanya diamati ketika alam semesta baru berusia sekitar 460 juta tahun. Gugus-gugus itu dinilai sangat cocok menjadi tempat lahir lubang hitam massa menengah melalui proses tabrakan bintang.
Lubang hitam massa menengah, atau intermediate mass black hole (IMBH), adalah mata rantai yang hilang antara lubang hitam bermassa bintang dan lubang hitam supermasif seperti yang ada di pusat Bima Sakti. Massa IMBH berkisar antara sekitar 100 hingga 100.000 kali massa Matahari. Bukti pengamatan untuk IMBH masih tipis, tetapi terus bermunculan. Sebuah penelitian pada 2024 menunjuk gugus Omega Centauri di pinggiran Bima Sakti sebagai lokasi IMBH bermassa sekitar 8.200 kali massa Matahari, berdasarkan gerakan bintang-bintang cepat di pusatnya. Sementara itu, penelitian pada 2020 menghadirkan bukti langsung dari gelombang gravitasi, ketika dua lubang hitam bermassa 85 dan 66 kali massa Matahari bergabung menjadi lubang hitam bermassa sekitar 142 kali massa Matahari.
Penelitian terbaru yang dipimpin Viola Bocchi dari Universitas Sapienza Roma, dan diterbitkan dalam jurnal Astronomy and Astrophysics, menawarkan jawaban atas pertanyaan di mana IMBH dilahirkan. Judul penelitiannya menegaskan gugus bintang masif yang terdeteksi JWST sebagai tempat lahir alami lubang hitam massa menengah. JWST mengungkap populasi sistem bintang padat di alam semesta awal, termasuk busur Cosmic Gems pada pergeseran merah sekitar 10,2 dan Firefly Sparkle pada pergeseran merah sekitar 8,3. Sistem-sistem ini memiliki massa antara 100.000 hingga 10 juta kali massa Matahari, dengan radius setengah massa sekitar 0,4 hingga 15 parsek.
Busur Cosmic Gems adalah galaksi yang mengalami pelensaan gravitasi, dan pertama kali ditemukan oleh Hubble dalam survei RELICS. Pada 2024, JWST mengamatinya kembali dan menemukan lima gugus bintang muda masif, penemuan pertama gugus purba semacam itu. Sementara itu, Firefly Sparkle adalah galaksi awal lain yang mengalami pelensaan gravitasi, dicitrakan hanya sekitar 600 juta tahun setelah Big Bang, dan di sana JWST menemukan 10 gugus bintang muda masif.
Karena kepadatan di dalam gugus-gugus muda masif ini, simulasi N-body tidak dapat dipakai secara langsung. Para peneliti justru menggunakan model berbasis tabrakan beruntun dan kehilangan massa akibat angin bintang untuk memperkirakan massa IMBH yang dihasilkan, lalu memvalidasi hasilnya dengan simulasi N-body langsung pada gugus bintang kompak. Hasilnya menunjukkan bahwa gugus-gugus ini bukan hanya sumber radiasi pengion, tetapi juga kemungkinan tempat lahir IMBH.
Jika benar, temuan ini mengisi celah penting dalam kisah pertumbuhan lubang hitam. Lubang hitam supermasif diyakini bermula dari benih yang kemudian tumbuh, dan benih-benih itu membutuhkan tempat terbentuk di alam semesta awal. Gugus bintang muda masif yang ditemukan JWST kini menjadi kandidat kuat tempat benih tersebut berasal.
Apa poin penting dari berita ini?
- Teleskop Luar Angkasa James Webb kemungkinan telah menemukan tempat lahir dari lubang hitam massa menengah yang selama ini sulit dibuktikan keberadaannya.
- JWST menemukan lima gugus bintang padat di sebuah galaksi yang cahayanya diamati ketika alam semesta baru berusia sekitar 460 juta tahun.
- Lubang hitam massa menengah berkisar antara sekitar 100 hingga 100.000 kali massa Matahari dan menjadi mata rantai yang hilang antara lubang hitam bermassa bintang dan lubang hitam supermasif.
- Penelitian yang dipimpin Viola Bocchi dari Universitas Sapienza Roma ini diterbitkan dalam jurnal Astronomy and Astrophysics.
