Para astronom mungkin telah mengidentifikasi lubang hitam supermasif terjauh dan paling awal yang pernah diamati, yang berada di dalam galaksi GHZ2. Penemuan ini, berdasarkan data dari James Webb Space Telescope (JWST), memberikan gambaran sekilas tentang alam semesta yang baru ada 350 juta tahun setelah Big Bang. Temuan tersebut, yang saat ini tersedia sebagai cetakan awal di arXiv, sedang menjalani tinjauan sejawat.
Tantangan Awal Pembentukan Lubang Hitam
Keberadaan lubang hitam masif pada awal sejarah alam semesta menghadirkan tantangan besar bagi model kosmologis saat ini. Lubang hitam biasanya tumbuh selama miliaran tahun, namun GHZ2 menunjukkan bahwa beberapa lubang hitam mungkin telah terbentuk dan berkembang pesat jauh lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Para ilmuwan sedang memperdebatkan apakah lubang hitam awal ini berasal dari “benih ringan” – yang tumbuh dengan cepat dari massa yang lebih kecil – atau “benih berat” – yang dimulai dari ukuran yang sudah besar. Kecepatan lubang hitam GHZ2 mencapai massanya menantang teori yang ada tentang evolusi galaksi.
Bagaimana JWST Mengungkap Anomali tersebut
Spektrograf Inframerah Dekat dan Instrumen Inframerah Tengah JWST sangat penting untuk mendeteksi GHZ2. Instrumen-instrumen ini menangkap cahaya yang terbentang akibat perluasan alam semesta, sehingga secara efektif memungkinkan para astronom untuk mengamati galaksi seperti saat masih dalam masa pertumbuhan. Bukti utama berasal dari “garis emisi” yang kuat dalam spektrum GHZ2 – pita cahaya terang yang mengindikasikan proses energi tinggi.
Secara khusus, deteksi garis emisi C IV λ1548 yang kuat, yang mewakili karbon terionisasi rangkap tiga, menunjukkan dengan kuat keberadaan inti galaksi aktif (AGN), atau lubang hitam supermasif yang aktif mencari makan. Energi besar yang dibutuhkan untuk melepaskan tiga elektron dari atom karbon tidak dapat dengan mudah dijelaskan hanya dengan proses bintang saja.
Sinyal Campuran dan Investigasi Berkelanjutan
Meskipun bukti menunjukkan adanya AGN, GHZ2 tidak menunjukkan semua ciri-ciri khas lubang hitam yang aktif memberi makan. Kompleksitas ini menunjukkan adanya sistem campuran: galaksi mungkin ditenagai oleh bintang dan AGN, atau bahwa pembentukan bintang dalam GHZ2 pada dasarnya berbeda dari apa yang diamati di alam semesta lokal.
Para peneliti saat ini sedang menyempurnakan model mereka untuk memperhitungkan kombinasi unik ini. Pengamatan JWST lebih lanjut pada resolusi yang lebih tinggi, dikombinasikan dengan data dari Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, akan sangat penting untuk mengonfirmasi aktivitas AGN dan mengungkap sifat sebenarnya dari GHZ2.
Penemuan GHZ2 bukan hanya soal menemukan lubang hitam lain. Hal ini memaksa para ilmuwan untuk mengevaluasi kembali seberapa cepat lubang hitam supermasif dapat terbentuk di alam semesta awal dan apakah model evolusi galaksi saat ini memerlukan revisi besar-besaran.
