Para astronom telah menemukan kumpulan galaksi yang tidak biasa di alam semesta awal yang tumbuh ratusan kali lebih cepat dari sepupu modern mereka, yang menjelaskan misteri keberadaan lubang hitam raksasa di era awal setelah Big Bang, menurut sebuah artikel yang diterbitkan di jurnal Nature.
RIA Novosti / Alina Polyanina
“Kami mencari hal yang sama sekali berbeda - kami mencoba menemukan jejak pembentukan bintang di galaksi tempat lubang hitam ditemukan. Sebaliknya, kami berhasil menemukan empat objek lain tepat di sebelahnya, bintang-bintang terbentuk dengan kecepatan sangat tinggi - beberapa ratus massa matahari setahun,”kata Roberto Decarli dari Institut Astronomi di Heidelberg (Jerman).
Dipercaya bahwa pusat galaksi paling masif adalah rumah bagi lubang hitam supermasif, yang massanya dapat berkisar dari satu juta hingga milyaran kali massa Matahari. Alasan terbentuknya benda-benda ini belum sepenuhnya jelas. Para ilmuwan awalnya percaya bahwa objek seperti itu muncul dengan cara yang sama seperti "sepupu" normal mereka: sebagai akibat dari runtuhnya gravitasi bintang dan penggabungan beberapa lubang hitam besar.
Pengamatan galaksi-galaksi pertama di alam semesta membuat para astrofisikawan meragukan hal ini - ternyata mereka dihuni oleh lubang hitam bermassa puluhan miliar Matahari. Objek seperti itu, seperti yang diperlihatkan oleh perhitungan, tidak akan punya waktu untuk tumbuh sebesar itu jika mereka terlahir kecil. Oleh karena itu, beberapa ilmuwan mulai percaya bahwa lubang hitam supermasif lahir dalam skenario yang lebih eksotis - sebagai akibat dari runtuhnya awan raksasa atom hidrogen "murni" atau karena gumpalan materi gelap.
Beginilah cara seniman membayangkan kelahiran lubang hitam di alam semesta awal. Foto: John Wise, Georgia Tech
Decarli dan rekan-rekannya menemukan jawaban yang mungkin untuk pertanyaan ini dengan mempelajari galaksi terjauh di mana lubang hitam ini ditemukan dengan teleskop radio ALMA, dibangun di dataran tinggi Chahnantor di dataran tinggi Chili. Teleskop ini, penulis jelaskan, dapat melacak pergerakan awan gas terdingin tempat bintang terbentuk, yang memungkinkannya digunakan untuk memperkirakan secara langsung frekuensi pembentukan bintang.
Galaksi yang diteliti oleh Decarli dan rekan-rekannya terbentuk sekitar 13 miliar tahun yang lalu, hanya beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang. Jarak yang sangat jauh ke mereka dan cahaya terang quasar secara signifikan mempersulit upaya untuk melakukan sensus bintang di dalamnya dan memperkirakan massa "bahan bangunan bintang", dengan fokus pada jejak karbon dalam spektrumnya.
Video promosi:
Karena alasan ini, para astronom tidak dapat melihat bintang-bintang yang lahir di dalam 25 galaksi yang awalnya mereka amati, tetapi mereka dapat mengikuti proses ini di "kota-kota besar bintang" yang berdekatan, di mana lubang hitam tidak begitu aktif.
Ternyata, bintang-bintang di dalamnya terbentuk dengan kecepatan tinggi yang tak terbayangkan - setiap tahun beberapa bintang lahir di dalamnya, yang massanya beberapa ratus kali lebih tinggi daripada Matahari. Laju pembentukan bintang dan masuknya materi dingin ke dalam galaksi, seperti yang diperlihatkan oleh kalkulasi penulis artikel, seharusnya cukup untuk menjelaskan pembentukan lubang hitam raksasa bermassa milyaran Matahari dalam miliar tahun pertama kehidupan alam semesta.
