Sebuah lubang hitam yang baru diamati dari alam semesta awal menantang model astrofisika yang sudah ada dengan melampaui tingkat pertumbuhan yang diperkirakan dan sekaligus menunjukkan pola radiasi yang tidak terduga. Objek tersebut, diberi nama ID830, adalah lubang hitam supermasif (SMBH) yang ada ketika alam semesta baru berusia 15% dari usianya saat ini, dan sudah berbobot 440 juta kali massa Matahari kita. Penemuan ini menimbulkan pertanyaan mendasar tentang bagaimana entitas kolosal ini terbentuk begitu cepat.
Batas Eddington dan Pertumbuhan Super-Eddington
Lubang hitam dikenal karena nafsu makannya yang tidak pernah terpuaskan, namun pertumbuhannya secara teori dibatasi oleh batas Eddington. “Batas kecepatan” ini menyatakan bahwa tekanan keluar dari radiasi yang dipancarkan oleh materi yang jatuh pada akhirnya akan menghentikan pertambahan lebih lanjut. Namun, ID830 tampaknya mengonsumsi materi sebanyak 13 kali batas Eddington – suatu prestasi yang sebelumnya dianggap mustahil untuk jangka waktu yang lama.
Para peneliti mengusulkan beberapa mekanisme untuk menjelaskan pertumbuhan super-Eddington ini. Salah satu kemungkinannya adalah lubang hitam mengalami semburan makanan yang singkat dan intens, dengan cepat menelan gas dan debu sebelum tekanan radiasi meningkat. Pendapat lain menyatakan bahwa material dikonsumsi dari ekuator lubang hitam sementara radiasi dikeluarkan dari kutubnya, melewati batasan yang biasa.
Kombinasi Emisi Radio dan Sinar-X yang Tak Terduga
Apa yang membuat ID830 lebih aneh lagi adalah ia memancarkan sinar-X dan gelombang radio yang intens pada saat yang bersamaan. Model saat ini memperkirakan bahwa pertambahan super-Eddington akan menekan emisi radio. Kontradiksi ini menunjukkan bahwa fisika yang mendasari pertambahan ekstrim dan pembentukan jet tidak sepenuhnya dipahami. Korona lubang hitam—awan partikel bergejolak berukuran miliaran derajat yang mengorbit dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya—diperkirakan menghasilkan sinar-X, sementara medan magnet yang kuat meluncurkan pancaran radio.
Implikasi Terhadap Pembentukan SMBH Alam Semesta Awal
Keberadaan ID830 mendukung gagasan bahwa UKM tumbuh jauh lebih cepat dan lebih awal dibandingkan perkiraan sebelumnya. Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mengungkap lubang hitam besar yang tak terduga dari era ini, dan perilaku ID830 membantu menyelaraskan pengamatan tersebut dengan model teoretis.
Salah satu hipotesis terkemuka menyatakan bahwa bintang generasi pertama, yang dikenal sebagai bintang Populasi III, runtuh membentuk “benih” lubang hitam masif dengan massa lebih dari 1.000 massa matahari. Bahkan dengan benih-benih ini, untuk mencapai ukuran yang diamati memerlukan pertambahan yang lama dan cepat. Penemuan ID830 menunjukkan bahwa periode pertumbuhan super-Eddington ini mungkin terjadi lebih sering daripada perkiraan para ilmuwan.
Prevalensi Quasar Ekstrim
Data awal menunjukkan bahwa quasar seperti ID830—yang mampu melampaui batas Eddington dan menampilkan emisi radio dan sinar-X—mungkin jauh lebih banyak jumlahnya di alam semesta awal daripada yang diperkirakan. Model sebelumnya memperkirakan bahwa hanya 10% quasar yang memiliki pancaran radio yang kuat, namun penelitian baru ini menunjukkan bahwa objek energik tersebut mungkin jauh lebih melimpah, sehingga membentuk kembali pemahaman kita tentang evolusi galaksi.
Perilaku ID830 menunjukkan bahwa alam semesta masih menyimpan kejutan. Keberadaannya memaksa kita untuk mempertimbangkan kembali model standar pertumbuhan lubang hitam dan evolusi galaksi awal, yang menunjukkan bahwa fase makan dan ekskresi yang ekstrem mungkin merupakan ciri umum kosmos pada masa pertumbuhannya.
