ASTRONOM menemukan sebuah objek baru yang dapat membantu mengungkap misteri “titik merah kecil”. Titik ini pertama kali terdeteksi oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) tahun 2022.
Objek baru ini, yang dijuluki “the Cliff”, menunjukkan titik-titik merah kecil mungkin mewakili kelas objek kosmik baru yang disebut “bintang lubang hitam”, menurut para peneliti. Objek hipotetis ini pada dasarnya merupakan lubang hitam yang menyerap materi dengan sangat cepat sehingga membuat kokon gas tebal di sekelilingnya menyala terang, tampak seperti bintang.
Sebelumnya, astronom sempat mengusulkan penjelasan lain untuk objek merah kecil ini. Awalnya, mereka diduga sebagai galaksi masif dari alam semesta awal, kemudian dikaitkan dengan lubang hitam supermasif yang sedang aktif menyerap materi. Namun, semua teori tersebut masih terus berkembang, sehingga belum jelas apakah titik merah kecil merupakan objek eksotis atau hanya tahap tertentu dalam pertumbuhan galaksi maupun lubang hitam.
Pemecah Alam Semesta
Ketika pertama kali ditemukan, titik merah kecil dijuluki “pemecah alam semesta” karena terlihat terlalu tua untuk bisa ada hanya dalam beberapa miliar tahun pertama usia alam semesta. Karena itu, para astronom mencari penjelasan di luar jenis objek kosmik yang sudah dikenal.
Mereka mengajukan dua model. “Salah satu kemungkinan adalah bahwa Titik Merah Kecil merupakan galaksi yang sangat masif dan kompak dengan pembentukan bintang yang sangat intens, sehingga menghasilkan kepadatan bintang yang sangat tinggi di intinya,” jelas Fabio Pacucci, astrofisikawan di Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics yang tidak terlibat dalam studi baru ini.
Skenario ini menyarankan titik merah kecil adalah galaksi mungil namun padat dan kaya bintang, yang melibatkan proses eksotis yang belum pernah terlihat sebelumnya.
“Kemungkinan lain adalah bahwa mereka menampung lubang hitam masif di pusatnya, yang sering kali tampak ‘terlalu besar’ dibandingkan dengan massa bintang di galaksinya,” kata Pacucci. Dalam kedua kasus, warna merahnya kemungkinan berasal dari debu tebal yang menyelimuti objek tersebut.
Penjelasan kedua ini berarti titik merah kecil adalah galaksi yang ditenagai oleh lubang hitam masif di pusatnya, mirip inti galaksi aktif (AGN). Namun, galaksi bertenaga lubang hitam ini berbeda dari AGN lain di alam semesta awal yang dikenal sebagai kuasar, objek sangat terang yang ditenagai lubang hitam supermasif dan mudah dideteksi karena tidak terhalang debu. Hubungan antara dua populasi objek ini masih belum jelas.
“Kedua penjelasan sama-sama mendorong batas pemahaman kita saat ini tentang evolusi galaksi awal,” tambah Pacucci.
Misteri “the Cliff”
Dalam studi baru yang dipublikasikan pada 10 September di jurnal Astronomy & Astrophysics, tim astronom yang dipimpin Anna de Graaff dari Max Planck Institute for Astronomy, meneliti sebuah titik merah kecil yang terbentuk 1,8 miliar tahun setelah Big Bang.
Titik merah kecil ini, yang cahayanya butuh hampir 12 miliar tahun untuk mencapai Bumi, ditemukan di antara banyak titik merah kecil lain dalam survei Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey (RUBIES) yang dilakukan dengan JWST.
Dalam spektrum cahaya objek ini, peneliti menemukan lonjakan tajam kecerlangan yang disebut Balmer break. Fenomena ini memang umum terjadi pada berbagai objek kosmik, tetapi ketajaman yang terlihat pada cahaya objek ini tidak dapat dijelaskan dengan model galaksi masif atau inti galaksi aktif pada umumnya. Karena itu, para peneliti mengidentifikasinya sebagai versi ekstrem dari titik merah kecil dan menamainya “the Cliff” karena lonjakan spektrumnya yang curam.
Bintang Lubang Hitam
Ciri tidak biasa ini membuat astronom bertanya-tanya apakah mereka telah menemukan sesuatu yang benar-benar baru. Kecerlangan objek ini menunjukkan adanya sumber energi yang sangat kuat, sementara Balmer break berasal dari gas hidrogen padat pada suhu tertentu, jelas de Graaff. Kedua petunjuk ini mengarah pada hipotesis “bintang lubang hitam.”
De Graaff menjelaskan bintang lubang hitam adalah lubang hitam masif yang dikelilingi gas padat. Saat menyerap materi, ia memancarkan cahaya dan memanaskan gas hingga tampak seperti bintang. Berbeda dengan bintang biasa yang ditenagai fusi nuklir, bintang lubang hitam, menurutnya, ibarat objek panas yang terbungkus selimut ultratebal.
Pacucci menilai hipotesis bintang lubang hitam sangat menarik karena penelitian tersebut berusaha menjembatani temuan aneh dari Titik Merah Kecil dengan gagasan teoretis baru.
Pacucci menambahkan, mungkin ada titik merah kecil lain dengan ciri serupa seperti the Cliff yang belum terdeteksi karena keterbatasan pengamatan. Namun, hipotesis bintang lubang hitam ini masih pada tahap awal. Diperlukan lebih banyak pengamatan untuk menguji kekuatannya, dan pemantauan jangka panjang akan membantu membedakan berbagai skenario yang ada.
“Kami belum yakin bagaimana mereka berevolusi menjadi populasi lubang hitam yang kita lihat hari ini,” ujar de Graaff. “Karena jumlah titik merah kecil menurun pada era kosmik yang lebih baru, maka kemungkinan ini hanyalah fase yang berumur pendek.”
Tim berencana menggunakan JWST untuk meneliti titik merah kecil yang lebih terang agar memahami struktur bintang lubang hitam. Namun, sifat asli titik merah kecil masih misterius. Apakah benar bintang lubang hitam, fase pertumbuhan lubang hitam masif, atau sekadar tahap evolusi galaksi. (livescience/Z-2)
[OTOMOTIFKU]