Para astronom yang menggunakan teleskop luar angkasa Hubble dan Chandra telah menemukan bukti potensial adanya lubang hitam yang “berkeliaran” di galaksi katai kecil. Temuan ini mungkin memberikan petunjuk tentang bagaimana lubang hitam supermasif tumbuh begitu cepat di alam semesta awal, sebuah teka-teki yang sudah lama ada dalam kosmologi. Penemuan ini menunjukkan bahwa beberapa lubang hitam tidak menetap di pusat galaksi, melainkan melayang melalui galaksi seperti pengembara kosmik.
Misteri Awal Lubang Hitam Supermasif
Lubang hitam supermasif – jutaan atau miliaran kali massa Matahari kita – kini diketahui berada di inti sebagian besar galaksi besar. Namun, Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) mengungkapkan bahwa ada beberapa yang secara mengejutkan ada pada awal sejarah alam semesta, kurang dari satu miliar tahun setelah Big Bang. Hal ini menantang teori yang ada saat ini, yang menyatakan bahwa dibutuhkan waktu lebih dari satu miliar tahun bagi raksasa-raksasa ini untuk terbentuk melalui merger dan akresi.
Salah satu penjelasannya adalah keberadaan “benih lubang hitam” awal. Lubang hitam yang lebih kecil ini mungkin bisa mempercepat proses pertumbuhan, namun mereka masih sulit diamati dalam pengamatan langsung. Galaksi katai menawarkan tempat pengujian yang unik untuk gagasan ini, karena mereka memiliki sejarah yang lebih sederhana dan tidak terlalu semrawut dibandingkan galaksi yang lebih besar. Ketenangan mereka yang relatif berarti mereka mungkin menyimpan “catatan fosil” benih-benih lubang hitam awal ini.
Mengapa Galaksi Katai Penting
Galaksi katai, yang massanya miliaran kali massa Matahari, ideal untuk mempelajari pembentukan lubang hitam. Berbeda dengan galaksi masif yang penggabungan dan aktivitasnya mengaburkan asal muasal lubang hitamnya, galaksi katai menawarkan pandangan yang lebih jelas. Para peneliti berhipotesis bahwa dalam sistem yang lebih kecil ini, lubang hitam dapat terbentuk di luar pusat galaksi dan tetap berada di sana, tidak pernah berputar ke dalam.
Model memperkirakan bahwa hingga setengah lubang hitam di galaksi katai mungkin sedang mengembara. Ini berarti survei yang dilakukan saat ini yang berfokus pada pusat galaksi mungkin akan kehilangan sejumlah besar populasi lubang hitam masif.
Membedakan Lubang Hitam Berkeliaran Dengan Sinyal Lain
Sulit untuk mengidentifikasi lubang hitam jahat ini. Mereka harus dibedakan dari sumber terang lainnya, seperti daerah starburst (daerah pembentukan bintang yang intens) dan ledakan supernova. Tim tersebut menganalisis 12 galaksi katai yang sebelumnya terdeteksi dalam gelombang radio, dan menemukan delapan galaksi dengan inti galaksi aktif (AGNs) yang terletak tidak jauh dari pusatnya. AGN ini menunjukkan adanya lubang hitam yang mengembara.
Tantangannya terletak pada konfirmasi sinyal-sinyal ini. Lebih redup dibandingkan galaksi yang lebih besar, galaksi kerdil AGN ini sulit dideteksi dalam panjang gelombang optik dan sinar-X. Salah satu kandidat (ID 64) ternyata adalah AGN jauh yang secara kebetulan sejajar dengan galaksi katai, sehingga menyoroti kesulitan dalam verifikasi.
Langkah Selanjutnya: Peran JWST
Tim menggunakan Hubble dan Chandra untuk mengkonfirmasi satu AGN yang berada di luar pusat, namun tujuh masih belum dikonfirmasi. Langkah selanjutnya mungkin melibatkan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST), yang dapat mengungkap sumber emisi radio dengan lebih presisi. Hal ini dapat mengungkap apakah sinyal tersebut berasal dari lubang hitam yang berkeliaran di dalam gugus bintang atau dari galaksi jauh yang tumpang tindih di langit.
“Mengidentifikasi asal usul sumber radio non-nuklir dapat dilakukan dengan kemampuan JWST yang luar biasa,” kata Megan R. Sturm, ketua tim.
Pencarian lubang hitam yang mengembara di galaksi kerdil merupakan jalan yang menjanjikan untuk memahami alam semesta awal dan asal usul lubang hitam supermasif. Jika dikonfirmasi, temuan ini akan mengubah pemahaman kita tentang pembentukan dan evolusi lubang hitam.
