Awal mula alam semesta selalu berupa masalah ayam dan telur. Apakah bintang dan galaksi terbentuk pertama kali, dan lubang hitam perlahan-lahan menyatu di antara keduanya? Ataukah lubang hitam muncul sebelum galaksi pertama?
Ketika materi mulai mendingin dan menyatu setelah Big Bang, materi menyusun dirinya menjadi bentuk dan objek yang kita amati sepanjang 13,8 miliar tahun sejarahnya. Saat ini, kita melihat objek-objek ini sebagai bintang-bintang yang dikelompokkan bersama dalam sistem terikat gravitasi yang disebut galaksi yang berputar mengelilingi lubang hitam supermasif di pusatnya.
Secara tradisional, bintang dan galaksi diperkirakan berada di sini terlebih dahulu. Namun analisis baru terhadap data alam semesta awal yang dikumpulkan oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb menunjukkan bahwa lubang hitam dan galaksi memang muncul bersamaan—dan lubang hitam membentuk galaksi yang berkembang di sekitarnya.
“Kita tahu bahwa lubang hitam raksasa ini ada di pusat galaksi dekat Bima Sakti kita, namun kejutan besarnya sekarang adalah bahwa mereka juga hadir pada awal mula alam semesta dan hampir seperti bahan penyusun atau benih galaksi awal,” dia berkata. astronom Joseph Silk dari Universitas Johns Hopkins di AS dan Universitas Sorbonne di Prancis.
“Mereka benar-benar meningkatkan segalanya, seperti penguat raksasa pembentukan bintang, yang merupakan pembalikan total dari apa yang sebelumnya kita pikir mungkin terjadi – sedemikian rupa sehingga dapat mengguncang pemahaman kita tentang bagaimana galaksi terbentuk.”
Ada banyak hal yang tidak kita ketahui tentang alam semesta awal, karena alasan sederhana yaitu kita tidak dapat melihatnya. Ketika materi pertama kali mulai menyatu dalam 500 juta hingga 1 miliar tahun pertama setelah Big Bang, kabut gas tebal antara bintang dan galaksi membuat ruang angkasa menjadi buram.
Kami pikir kami memiliki segalanya yang cukup baik. Namun kemudian, sekitar sepuluh tahun terakhir, kami mulai menemukan hal-hal yang bertentangan dengan model yang diciptakan para ilmuwan. Seperti lubang hitam dan galaksi yang jauh lebih besar dari yang kita duga mungkin terbentuk sejak Big Bang. Dan ketika JWST muncul, ternyata ada jauh lebih banyak hal-hal besar yang terlihat bahkan lebih awal dari yang kita bayangkan.
Lubang hitam supermasif menimbulkan masalah khusus karena beberapa lubang hitam berasal dari bintang. Ketika sebuah bintang yang sangat besar mati, intinya akan runtuh, meninggalkan lubang hitam dengan massa kira-kira 50 kali massa Matahari.
Lubang hitam yang lebih besar dapat terbentuk dari tumbukan antara objek-objek ini… tetapi lubang hitam supermasif memiliki massa jutaan hingga miliaran kali lipat massa Matahari. Jika benda-benda ini terbentuk dari awal, memang akan memakan waktu yang sangat lama, dan bintang-bintang harus ada terlebih dahulu.
Data JWST mengungkapkan bahwa lubang hitam supermasif sudah ada sejak awal sejarah alam semesta. Kami melihat monster kurang dari 500 juta tahun setelah big bang, satu monster berumur 470 juta tahun dan monster lainnya berumur 400 juta tahun; Dan yang menarik, massa lubang hitam terakhir, sekitar 1,6 juta kali Matahari, tampaknya sama dengan massa galaksi-galaksi kecil yang berputar di sekitarnya.
Hal ini menyiratkan adanya mekanisme lain dalam pembentukan lubang hitam: awan materi raksasa langsung runtuh menjadi lubang hitam tanpa menjadi bintang.
Menurut analisis Silk dan timnya, ini berarti mereka mungkin sudah ada sejak dini, hidup berdampingan dengan bayi galaksi dan mempercepat pertumbuhannya. Ketika bagian tengah awan runtuh menjadi lubang hitam, sisa tepi awan menjadi bahan pembentukan bayi bintang.
Hal ini karena proses memberi makan lubang hitam menciptakan angin kencang dan semburan plasma berkecepatan tinggi yang meledak melalui ruang di sekitarnya, menekan gas pembentuk bintang di dalamnya dan memicu gelombang pembentukan bintang yang intens.
“Kami berpendapat bahwa lubang hitam mengalir keluar dari awan gas yang hancur, mengubahnya menjadi bintang, dan mempercepat laju pembentukan bintang,” kata Silk.
“Kita tidak bisa melihat angin kencang atau jet ini jauh, jauh sekali, tapi kita tahu mereka pasti ada di sana karena kita melihat banyak lubang hitam di luar angkasa.”
Pengamatan di masa depan akan membantu para astronom menentukan keakuratan model ini dan menyempurnakannya lebih lanjut.
Namun untuk saat ini, masalah ayam atau telur nampaknya merupakan sebuah penyederhanaan yang berlebihan: masalahnya bukan pada salah satu atau yang lain, namun keduanya bersama-sama mengubah sup alam semesta awal menjadi populasi galaksi yang luar biasa, masing-masing ditenagai oleh lubang hitam yang mempesona. alam semesta sejauh yang kita bisa lihat.
Penelitian ini dipublikasikan di Surat Jurnal Astrofisika.
+ There are no comments
Add yours