NASA sedang bersiap meluncurkan Teleskop Luar Angkasa Nancy Grace Roman. Tanggal peluncuran ditetapkan Agustus. 30, 2026. Namun waktunya mungkin terasa agak terlambat bagi sejarah kosmik. Pada saat itu, teleskop akan memiliki kesempatan untuk melihat kembali era kekerasan yang dikenal sebagai “siang kosmik”.
Ini terjadi 11 hingga 12 miliar tahun yang lalu. Saat yang kacau. Waktu yang berantakan.
Dan saat itulah lubang hitam menghancurkan bintang-bintang. Peristiwa ini disebut peristiwa gangguan pasang surut, atau TDEs. Mereka adalah kunci untuk memecahkan salah satu masalah terbesar dalam bidang astronomi: bagaimana lubang hitam bisa menjadi begitu besar dan begitu cepat?
TDE Menjelaskan Bagian Tengah yang Hilang
Mari kita perjelas tentang mekanismenya. Ketika sebuah bintang melayang terlalu dekat dengan lubang hitam supermasif, gravitasilah yang menang. Lubang hitam membentangkan bintang. Ini sering disebut “spagetifikasi”. Bintang itu tercabik-cabik. Plasma berputar. Lubang hitam itu makan.
Ini berantakan. Itu cerah. Dan itulah satu-satunya cara untuk melihat lubang hitam yang lebih terang.
Lubang hitam supermasif biasanya bersembunyi di balik cakrawala peristiwa. Cahaya tidak bisa lepas. Anda tidak dapat melihatnya kecuali mereka sedang makan. Dan tidak semua lubang hitam kelaparan.
Planet yang lebih ringan—yang massanya antara 100.000 hingga 100 juta kali massa matahari kita—adalah spesies yang pilih-pilih. Mereka tidak terus-menerus melahap materi. Mereka tidak aktif. Sampai seorang bintang melakukan kesalahan.
Di sinilah peran TDE. Cahayanya cukup terang untuk mengungguli seluruh galaksi induknya. Mereka menyalakan lampu untuk lubang hitam yang seharusnya tetap gelap.
Tapi inilah teka-tekinya. Ilmu pengetahuan sebelumnya menunjukkan bahwa TDE jarang terjadi di alam semesta awal. Mengapa? Karena lubang hitam awal dianggap terlalu kecil untuk menghancurkan bintang. Terlalu kecil berarti tidak ada gangguan pasang surut. Tidak ada TDE.
Data baru tidak setuju. Sebuah studi baru-baru ini menunjukkan bahwa TDE mungkin biasa terjadi pada siang hari kosmik. Khususnya, 1 hingga 2 miliar tahun setelah BigBang.
Strategi Survei Roman
Masuk ke Teleskop Luar Angkasa Romawi.
Ini bukan sekadar penerus Hubble. Ini adalah alat khusus. Survei Domain Waktu Lintang Tinggi akan berulang kali menatap petak-petak langit. Luas wilayahnya sama dengan 90 bulan purnama.
Berulang-kali.
Mengapa mengulangi pandangannya? Karena peristiwa yang bersifat sementara—peristiwa yang bergejolak dan memudar—berlangsung cepat. Roman perlu melihat mereka berubah.
Para ilmuwan memperkirakan Roman akan menemukan ribuan TDE setiap tahunnya. Dan bukan hanya yang dekat. Ratusan di antaranya berasal dari siang kosmik.
“Teleskop Luar Angkasa Romawi akan menjadi transformatif bagi [ilmu pengetahuan sementara],” kata Mitchell Karmen. “Kita dapat menemukan beberapa peristiwa gangguan pasang surut pada jarak yang lebih jauh dan waktu kosmik yang lebih awal dibandingkan sebelumnya.”
Dia dari Universitas Johns Hopkins. Dia tahu apa yang dia bicarakan.
Ini penting. Ini bukan hanya tentang menghitung peristiwa. Ini tentang menghitung yang benar.
Memecahkan Teka-teki Pertumbuhan Lubang Hitam
Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mengirimkan kembali data sejak Juli 2022. Temuannya bermasalah.
JWST terus menemukan lubang hitam supermasif ketika alam semesta berusia kurang dari 1 miliar tahun.
Pikirkan tentang garis waktu itu. Satu miliar tahun. Itu saja. Agar lubang hitam dapat mencapai massa tersebut—jutaan atau milyaran matahari—mereka memerlukan waktu. Mereka membutuhkan merger. Mereka membutuhkan makanan. Satu miliar tahun bukanlah waktu yang cukup dalam model standar.
Kecuali… benihnya berbeda.
Ada dua teori utama tentang bagaimana monster ini bermula.
Teori Benih Cahaya
Ini adalah model keruntuhan bintang. Bintang-bintang masif mati. Mereka runtuh ke dalam lubang hitam kecil. Ini dimulai hanya dengan beberapa ratus massa matahari.
Lalu, mereka makan. Mereka bergabung. Mereka tumbuh dengan cepat. Tapi mereka memulai dari yang kecil.
Jika ini benar, alam semesta awal seharusnya penuh dengan lubang hitam bermassa menengah. Dan jika mereka berada pada tingkat menengah, mereka seharusnya memproduksi TDE.
Teori Benih Berat
Yang ini lebih langsung. Tidak diperlukan bintang. Hanya awan raksasa gas dan debu purba yang runtuh langsung ke dalam lubang hitam.
Ini dimulai dari yang besar. Mungkin ribuan massa matahari. Mereka melewatkan fase kecil. Mereka tumbuh dari lompatan.
Namun proses ini jarang terjadi. Hal ini memerlukan kondisi yang spesifik dan padat. Jika benih yang berat adalah aturannya, maka lubang hitam perantara—dan TDE-nya—akan menjadi langka pada siang hari kosmik.
Jadi, bagaimana Anda memilihnya?
Anda menghitung TDE.
Jika Roman mendeteksi ribuan peristiwa gangguan pasang surut selama zaman ini, hal ini mengarah pada benih cahaya. Lubang hitam adalah hal biasa, mereka tumbuh dari sisa-sisa bintang, dan merobek-robek bintang.
Jika hitungannya rendah? Maka benih yang berat kemungkinan besar merupakan jalur utama. Lubang hitam tumbuh dari keruntuhan langsung, hanya menyisakan sedikit objek perantara yang menyebabkan gangguan.
Perburuan Dimulai
Roman tidak akan begitu saja membenarkan teori-teori ini. Ini akan menyempurnakannya.
Sensitivitas teleskop yang tinggi memungkinkannya melihat suar yang redup dan jauh. Suar yang mungkin terlewatkan oleh Hubble atau bahkan JWST. Ini memburu hantu-hantu dari galaksi-galaksi awal.
Dan mereka memburu mereka secara efisien.
Langit penuh sesak selama siang kosmik. Galaksi-galaksi sedang bergabung. Gas mengalir. Ini adalah lingkungan yang bergejolak. Lubang hitam aktif. Bintang-bintang berjatuhan.
Roman akan menyelidiki kekacauan itu.
Akankah ia menemukan benih yang ringan? Ataukah benih yang berat akan mampu bertahan? Data akan menjelaskannya.
Dan hal itu akan terjadi dengan menyaksikan langit pecah. Lagi. Dan lagi. Dan lagi.
