Ditemukan: Lubang Hitam Terjauh

Ilustrasi penemuan lubang hitam supermasif terjauh yang menggerakkan quasar saat alam semesta hanya berusia 690 juta tahun setelah Big Bang.
Kredit: Robin Dienel/Institusi Sains Carnegie

Para ilmuwan telah menemukan peninggalan bersejarah langka dari alam semesta awal, yaitu lubang hitam supermasif terjauh yang pernah ditemukan. Objek kosmik “buas pemakan” segalanya ini memiliki massa 800 juta kali lipat massa Matahari kita, yang tergolong sangat besar bagi alam semesta belia. Para periset telah melaporkan penemuan ini di jurnal Nature.

“Lubang hitam tersebut tumbuh sangat cepat hanya dalam waktu 690 juta tahun setelah Big Bang dan menantang teori kita tentang bagaimana lubang hitam terbentuk,” ungkap rekan penulis makalah studi Daniel Stern dari Laboratorium Propulsi Jet (JPL) NASA di Pasadena, California.

Para astronom menggabungkan data dari Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) NASA dan berbagai survei berbasis darat untuk mengidentifikasi benda langit yang terletak begitu jauh untuk dipelajari. Setelah menentukan target, para astronom kemudian menindaklanjutinya dengan Teleskop Magellan di Observatorium Carnegie, Chili. Astronom Eduardo Bañados dari Observatorium Carniege memimpin penelitian untuk mengidentifikasi kandidat ratusan juta objek yang telah ditemukan WISE dan layak ditindaklanjuti oleh Teleskop Magellan.

Agar lubang hitam dapat tumbuh sedemikian besarnya di alam semesta awal, para astronom berspekulasi ada kondisi tertentu yang memicu pertumbuhannya, namun penyebab utamanya tetap misterius.

Lubang hitam terjauh yang baru ditemukan ini melahap dengan rakus material di pusat galaksi, sebuah fenomena yang disebut quasar, objek paling terang di alam semesta. Quasar tersebut dianggap sebagai objek yang sangat unik karena berasal dari masa ketika alam semesta baru saja melewati zaman kegelapan. Penemuan ini akan memberikan informasi fundamental tentang lingkungan alam semesta saat berusia 5% dari usianya saat ini.

“Quasar tersebut adalah salah satu benda langit paling terang dan paling jauh yang pernah ditemukan dan dianggap sangat penting untuk memahami sejarah awal alam semesta,” jelas rekan penulis makalah studi Bram Venemans dari Max Planck Institute for Astronomy di Jerman.

Kosmos bermula sebagai sebuah sup panas partikel yang menyebar dengan cepat dalam periode yang disebut inflasi. Sekitar 400.000 tahun setelah Big Bang, partikel mendingin dan membentuk gas hidrogen netral. Tapi alam semesta masih gelap, tanpa sumber yang bercahaya, hingga gaya gravitasi mengakumulasi material yang menggumpal untuk membentuk bintang dan galaksi generasi pertama. Energi yang dilepaskan oleh galaksi-galaksi purba menyebabkan hidrogen netral menjadi lebih aktif dan terurai menjadi ion atau kehilangan elektron. Molekul gas tetap bertahan dalam keadaan tersebut sejak saat itu. Begitu alam semesta terionisasi, foton mulai dapat bergerak dengan bebas ke seluruh kosmos. Inilah titik saat alam semesta menjadi transparan terhadap cahaya.

Sebagian besar hidrogen yang mengelilingi quasar yang baru ditemukan adalah hidrogen netral. Berarti tak sekadar menjadi yang terjauh, quasar ini juga menjadi satu-satunya sampel yang dapat dilihat sebelum alam semesta terionisasi.

“Masa itu adalah transisi besar terakhir alam semesta yang menjadi salah satu batas terkini astrofisika,” kata Bañados.

Jarak quasar ditentukan oleh pergeseran merahnya, ukuran berapa panjang gelombang cahaya yang direntangkan oleh ekspansi alam semesta sebelum mencapai Bumi. Semakin besar pergeseran merah, semakin jauh jarak dan semakin jauh para astronom melihat ke masa lalu saat mengamati objek. Quasar terjauh yang baru ditemukan ini memiliki nilai pergeseran merah 7,54 berdasarkan deteksi emisi karbon terionisasi dari galaksi yang menjadi induk lubang hitam masif. Berarti cahaya quasar membutuhkan waktu lebih dari 13 miliar tahun untuk mencapai kita.

Para ilmuwan memprediksi kosmos mengandung antara 20-100 quasar yang setara dan sepadan dengan quasar terjauh ini. Para astronom menantikan misi Euclid ESA yang aktif terlibat dalam misi Wide-field Infrared Survey Telescope (WFIRST) NASA untuk menemukan lebih banyak objek jauh semacam itu.

“Dengan fasilitas yang lebih sensitif beberapa generasi berikutnya, kita dapat berharap atas penemuan-penemuan menarik di alam semesta awal,” pungkas Stern.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Tony Greicius

Sumber: Found: Most Distant Black Hole

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa