Lubang hitam adalah salah satu misteri yang paling misterius di luar angkasa, dengan banyak teka-teki yang belum terselesaikan oleh ilmuwan. Satu teka-teki adalah bagaimana beberapa lubang hitam supermasif menjadi begitu besar di awal kehidupan alam semesta, tetapi sebuah studi baru mungkin telah memecahkan masalah ini dengan membuktikan bahwa ada jauh lebih banyak lubang hitam daripada yang pernah dipikirkan sebelumnya.
Studi tersebut, yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal Letters, menjelaskan bagaimana ilmuwan menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA untuk menemukan lubang hitam yang sebelumnya tidak mereka temukan. Singkatnya, para peneliti mengambil foto ruang angkasa dan membandingkannya dengan foto yang diambil di tempat yang sama 15 tahun sebelumnya. Mereka kemudian membandingkan kecerahan beberapa benda langit untuk membantu mereka mengidentifikasi lebih banyak lubang hitam.
Ini berfungsi karena lubang hitam tidak memiliki kecerahan yang sama sepanjang waktu. Saat mereka memakan objek ruang angkasa di sekitarnya – sebuah proses yang dikenal sebagai akresi – mereka menjadi lebih terang sementara materi tersebut ditelan. Setelah ditelan, lubang hitam menjadi lebih redup. Dengan demikian, ketika para peneliti melihat data selama 15 tahun, mereka dapat fokus pada perubahan kecerahan di beberapa benda langit dan mengidentifikasinya sebagai lubang hitam.
\”Ternyata ada beberapa kali lebih banyak lubang hitam yang berada di galaksi awal biasa daripada yang kita pikirkan sebelumnya,\” kata Matthew Hayes, penulis utama dalam studi tersebut. \”Penelitian terbaru lainnya dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb juga mulai mencapai kesimpulan serupa. Secara total, kita memiliki lebih banyak lubang hitam daripada yang dapat terbentuk oleh runtuh langsung.\”
Lebih banyak lubang hitam membantu memecahkan masalah
Teka-teki yang tidak bisa dipecahkan oleh ilmuwan adalah bagaimana lubang hitam supermasif ada di galaksi awal pada awalnya. Matthews mengatakan bahwa selama akresi, lubang hitam menghasilkan sejumlah besar radiasi dan ini membatasi seberapa cepat lubang hitam dapat tumbuh. Dengan demikian, ada lubang hitam supermasif dari masa kecil alam semesta yang lebih besar dari seharusnya karena mereka belum memiliki cukup waktu untuk \”makan\” cukup materi untuk tumbuh sebesar itu.
\”Banyak objek ini tampaknya lebih massif dari yang kita pikirkan pada waktu-waktu awal seperti itu – entah mereka terbentuk sangat massif atau mereka tumbuh dengan sangat cepat,\” kata Alice Young, rekan penulis studi tersebut, kepada NASA.
Menurut Matthews, keberadaan begitu banyak lubang hitam membuka kemungkinan bagaimana mereka terbentuk karena terlalu banyak untuk semuanya disebabkan oleh metode yang sama.
\”Bintang terbentuk oleh kontraksi gravitasi awan-awan gas: jika jumlah yang signifikan dari partikel materi gelap dapat ditangkap selama fase kontraksi, maka struktur internalnya bisa sepenuhnya dimodifikasi – dan pembakaran nuklir dicegah,\” kata Matthews. \”Pertumbuhan oleh karena itu bisa terus berlangsung jauh lebih lama dari umur hidup tipikal bintang biasa, memungkinkan mereka menjadi jauh lebih massif.\”
Dengan kata lain, lubang hitam supermasif di alam semesta awal bisa berasal dari bintang gelap yang mengumpulkan materi dan kemudian akhirnya runtuh menjadi lubang hitam supermasif, yang akan menjelaskan mengapa lubang hitam besar itu ada sebelum seharusnya.
Matthews mengatakan langkah selanjutnya adalah menggunakan Teleskop James Webb dan sensitivitasnya yang meningkat untuk lebih mempelajari lubang hitam ini dan mengetahui berapa banyak dari mereka yang benar-benar ada di alam semesta awal.