Berapa Umur Black Hole Tertua

Berapa umur black hole tertua yang pernah ditemukan manusia? Para astronom memecahkan rekor kosmik dengan mengidentifikasi lubang hitam supermasif yang sudah ada sejak 13 miliar tahun yang lalu. Bayangkan, raksasa kosmik ini terbentuk hanya 300 sampai juta tahun setelah Dentuman Besar, ketika alam semesta masih sangat muda, baru sekitar tiga persen dari usianya saat ini. Tim peneliti dari Universitas Texas di Austin, dipimpin oleh Anthony Taylor, menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb atau JWST untuk memastikan keberadaan objek purba ini di pusat galaksi yang dijuluki Titik Merah Kecil.

Lubang Hitam Purba yang Melampaui Dugaan Ilmuwan

Ketika kamu membayangkan lubang hitam tertua, mungkin kamu mengira ukurannya biasa saja. Namun temuan ini justru mengejutkan. Lubang hitam yang diberi nama CAPERS-LRD-z9 itu memiliki massa mencapai 300 juta kali lipat massa Matahari kita. Jumlah tersebut setara dengan hampir separuh seluruh massa bintang di galaksi tempatnya bermukim. Sungguh luar biasa besar untuk sebuah objek yang terbentuk pada masa awal kosmos.

Para ilmuwan sebelumnya meyakini lubang hitam supermasif memerlukan waktu miliaran tahun untuk tumbuh sebesar itu. Tetapi alam semesta saat lubang hitam ini terbentuk belum genap berusia satu miliar tahun. Kontradiksi ini memaksa para astronom merombak pemahaman mereka tentang evolusi lubang hitam purba.

Metode Canggih di Balik Penemuan Bersejarah

Taylor dan timnya tidak bisa melihat lubang hitam secara langsung. Mereka menggunakan teknik spektroskopi, yaitu memisahkan cahaya menjadi panjang gelombang komponennya. Ketika gas berputar spiral menuju lubang hitam, gas tersebut berakselerasi hingga kecepatan ekstrem. Cahaya dari gas yang bergerak menjauh meregang menjadi panjang gelombang lebih merah, sementara gas yang bergerak mendekat memampat menjadi panjang gelombang lebih biru. Pola ini menjadi tanda khas materi yang mengorbit lubang hitam.

Steven Finkelstein dari Universitas Texas menjelaskan bahwa tidak banyak fenomena lain yang menciptakan ciri khas tersebut. Galaksi tua ini memilikinya dengan sangat jelas. JWST berperan krusial dalam penemuan ini karena teleskop tersebut sekitar seratus kali lebih sensitif daripada Hubble dalam mendeteksi cahaya inframerah.

Misteri Pembentukan yang Masih Membingungkan

Berapa umur black hole tertua sebenarnya tidak hanya soal angka, tetapi juga tentang bagaimana bisa terbentuk secepat itu. Para peneliti mengajukan beberapa skenario menarik. Skenario pertama disebut benih berat, yaitu lubang hitam lahir langsung dari keruntuhan awan gas raksasa, bukan dari sisa bintang mati yang meledak. Untuk Skenario kedua menyebutkan bahwa lubang hitam ini tumbuh dengan melahap materi di sekelilingnya lima kali lebih cepat dari perkiraan sebelumnya.

Skenario ketiga paling spekulatif sekaligus menggugah imajinasi. Beberapa ilmuwan menduga lubang hitam primordial mungkin sudah muncul sejak inflasi kosmik, yaitu periode ekspansi alam semesta yang lebih cepat dari kecepatan cahaya, terjadi pada sepersekian detik setelah Dentuman Besar. Jika teori ini benar, maka lubang hitam sudah teranyam dalam struktur kosmos sejak awal waktu.

Roberto Maiolino dari Universitas Cambridge, yang memimpin pengamatan terhadap galaksi GN-z11, menyebut alam semesta sangat murah hati. Kita benar-benar menemukan hal-hal yang tidak kita duga sebelumnya.

Dampak Lubang Hitam pada Galaksi Induknya

Galaksi tempat lubang hitam tertua ini berada ternyata berukuran sangat kecil, hanya seperseratus dari galaksi Bima Sakti kita. Para astronom meyakini lubang hitam yang sangat aktif menciptakan angin kencang yang mendorong keluar gas pembentuk bintang. Proses ini perlahan-lahan membunuh galaksi induknya sendiri. Ironisnya, galaksi tersebut merupakan sumber makanan yang membesarkan lubang hitam sejak awal pembentukannya.

Titik Merah Kecil pertama kali membingungkan para astronom karena kecerahannya yang ekstrem. Biasanya, kecerahan setinggi itu menunjukkan galaksi yang dipenuhi bintang. Namun model evolusi galaksi mengatakan bahwa alam semesta pada masa itu belum cukup tua untuk membentuk bintang sebanyak itu. Kini kita tahu bahwa lubang hitam akretif atau lubang hitam yang sedang aktif melahap materi menjadi sumber cahaya terang tersebut.

Era Baru Penjelajahan Kosmik

Penemuan tentang berapa umur black hole tertua membuka jendela baru menuju masa lalu alam semesta. Anthony Taylor menyatakan bahwa timnya benar-benar mendorong batas kemampuan deteksi teknologi saat ini. Mereka mencapai batas terjauh yang dapat dijangkau secara praktis dalam pencarian lubang hitam.

Sebelum JWST diluncurkan, Maiolino mengira bahwa wilayah luar angkasa di luar jangkauan Hubble Space Telescope mungkin hanya perpanjangan membosankan dari apa yang sudah kita ketahui. Ternyata dugaan itu keliru. JWST telah mengubah cara pandang kita secara fundamental dalam waktu hanya dua tahun sejak peluncurannya.

Lompatan teknologi ini setara dengan meningkatkan teleskop ciptaan Galileo menjadi teleskop modern hanya dalam semalam. Empat ratus tahun penemuan berpotensi terpadatkan dalam rentang waktu operasi JWST.

Arah Masa Depan Penelitian

Para ilmuwan sekarang berlomba mencari lubang hitam yang lebih tua lagi. Survei terhadap lebih dari seratus kandidat galaksi awal masih berlangsung. Setiap titik merah kecil yang muncul dalam gambar JWST berpotensi menyembunyikan lubang hitam supermasif lain yang menunggu untuk dikonfirmasi.

Memahami asal usul lubang hitam selalu menjadi teka-teki besar dalam kosmologi. Kini teka-teki itu tampak semakin rumit sekaligus menarik. Andrew Pontzen dari University College London menegaskan bahwa kisah tentang bagaimana lubang hitam dan galaksi tumbuh bersama adalah cerita yang sangat menggugah yang baru mulai kita rangkai.

Bagikan artikel ini kepada teman-temanmu yang juga gemar membaca misteri alam semesta.

Baca juga:

• Planet Katai Itu Apa?: Memahami Pluto, Ceres, dan Keluarga Baru di Tata Surya
• Planet Terdingin di Tata Surya dengan suhu -224°C: Uranus
• Venus: Mengenal Planet Terpanas di Tata Surya dengan suhu 464°C

Referensi:

1. https://www.space.com/astronomy/black-holes/scientists-find-oldest-known-black-hole-in-the-universe-this-is-about-as-far-back-as-you-can-practically-go
2. https://www.theguardian.com/science/2023/dec/10/revealed-the-oldest-black-hole-ever-observed-dating-to-dawn-of-universe

(FAQ) Pertanyaan yang Sering Diajukan

1. Berapa umur black hole tertua yang pernah dikonfirmasi para astronom?

Lubang hitam tertua yang terkonfirmasi berusia sekitar 13 miliar tahun. Terbentuk hanya 300 sampai 400 juta tahun setelah peristiwa Dentuman Besar yang menciptakan alam semesta kita. Dengan kata lain, lubang hitam ini sudah ada ketika kosmos baru berusia tiga persen dari usianya sekarang yang mencapai 13,4 miliar tahun.

2. Bagaimana cara ilmuwan menentukan usia lubang hitam tertua tersebut?

Para ilmuwan menggunakan teknik spektroskopi pada cahaya yang datang dari galaksi tempat lubang hitam berada. Mereka mengukur pergeseran merah atau redshift dari cahaya tersebut. Semakin besar pergeseran merah, semakin jauh dan semakin tua objeknya. JWST mampu mendeteksi cahaya inframerah dari objek yang sangat jauh dengan sensitivitas luar biasa.

3. Mengapa lubang hitam tertua bisa memiliki ukuran sangat besar meskipun usianya masih muda?

Para astronom masih memperdebatkan jawaban pasti atas pertanyaan ini. Beberapa kemungkinan termasuk lahir langsung dari keruntuhan awan gas raksasa, tumbuh dengan kecepatan luar biasa melahap materi di sekitarnya, atau bahkan berasal dari lubang hitam primordial yang terbentuk pada sepersekian detik pertama setelah Dentuman Besar.

4. Apakah ada lubang hitam yang lebih tua dari temuan terbaru ini?

Kemungkinan itu selalu terbuka. JWST masih terus mengamati lebih dari seratus kandidat galaksi awal lainnya. Setiap pengamatan baru berpotensi memecahkan rekor yang baru saja ditetapkan. Para astronom optimistis dapat menemukan lubang hitam yang terbentuk lebih dekat lagi dengan momen Dentuman Besar.

5. Mengapa penemuan lubang hitam tertua penting bagi pemahaman kita tentang alam semesta?

Penemuan ini memaksa kita merombak model evolusi galaksi dan lubang hitam yang sudah mapan, ini menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif dapat terbentuk dan tumbuh jauh lebih cepat daripada perkiraan sebelumnya. Memahami proses ini akan membantu kita menjawab pertanyaan mendasar tentang asal usul struktur kosmik dan bagaimana galaksi seperti Bima Sakti tempat kita tinggal bisa terbentuk.