Temuan Teleskop Luar Angkasa James Webb kembali mengguncang pemahaman tentang asal-usul alam semesta. Data terbaru dari objek Abell2744-QSO1 atau QSO1 menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif bisa muncul sangat awal, bahkan sebelum galaksi inangnya terbentuk sepenuhnya.
Selama ini, skenario yang paling banyak diterima menyebut galaksi hadir lebih dulu, lalu bintang-bintang masif di dalamnya runtuh menjadi lubang hitam yang kemudian tumbuh perlahan. Namun, observasi JWST justru mengarah pada kemungkinan sebaliknya, yakni lubang hitam supermasif lahir lebih dulu dan kemudian ikut membentuk lingkungan galaksinya.
Objek kecil yang menyimpan massa raksasa
QSO1 termasuk kelompok objek yang disebut Little Red Dot atau Titik Merah Kecil. Objek ini sudah ada hanya 700 juta tahun setelah Big Bang, tetapi ukurannya hanya sekitar 1.300 tahun cahaya.
Meski tampak kecil, QSO1 menyimpan lubang hitam dengan massa sekitar 50 juta kali massa Matahari. Lubang hitam itu menyumbang setidaknya dua pertiga dari total massa seluruh sistem, sebuah komposisi yang membuat para peneliti menilai struktur ini sangat tidak biasa.
Gas di sekitar lubang hitam bergerak seperti tata surya
Tim peneliti memanfaatkan instrumen Near Infrared Spectrograph atau NIRSpec pada Webb untuk memetakan pergerakan gas hidrogen di sekitar QSO1. Hasilnya menunjukkan pola gerak Keplerian, yaitu gas mengorbit pusat massa seperti planet mengelilingi Matahari.
Pola ini memperkuat kesimpulan bahwa objek pusat memang didominasi lubang hitam yang sangat besar. Selain itu, gas di sistem ini hampir seluruhnya terdiri atas hidrogen dan helium, dengan kandungan elemen berat seperti oksigen kurang dari 0,5% dibandingkan Matahari.
Menguatkan teori lubang hitam yang lahir langsung
Proporsi massa yang sangat timpang antara lubang hitam dan galaksi inangnya membuat skenario pertumbuhan bertahap menjadi sulit dipertahankan. Karena itu, temuan ini dinilai mendukung gagasan direct collapse black holes, yaitu lubang hitam yang terbentuk langsung dari awan gas raksasa atau dari kondisi ekstrem sesaat setelah Big Bang.
Roberto Maiolino dari University of Cambridge, salah satu penulis studi yang terbit di jurnal Nature dan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, menyebut temuan itu sebagai sesuatu yang luar biasa. Ia mengatakan bahwa hasil tersebut merupakan “pergeseran paradigma” dan peninjauan total atas skenario klasik pembentukan lubang hitam.
Ignas Juodžbalis, mahasiswa pascasarjana Cambridge yang memimpin salah satu studi itu, juga menegaskan bahwa timnya tampak menemukan lubang hitam yang belum memiliki galaksi inang substansial dan muncul sebelum proses pembentukan bintang berlangsung.
Implikasi bagi sejarah awal alam semesta
Temuan ini membuka kemungkinan bahwa lubang hitam supermasif bukan sekadar produk akhir dari evolusi galaksi. Sebaliknya, lubang hitam bisa menjadi benih awal yang membantu memicu terbentuknya galaksi di sekitarnya.
Para peneliti kini terus mengamati objek serupa untuk mengetahui apakah pola pada QSO1 merupakan fenomena umum pada alam semesta awal. Jika temuan ini konsisten, pemahaman tentang urutan kelahiran galaksi, bintang, dan lubang hitam akan mengalami perubahan besar.
