Itu tampak seperti noda merah sederhana.
Selama bertahun-tahun, para astronom menatap benda-benda padat dan samar ini—yang dijuluki “titik merah kecil” atau LRD—dan menggaruk-garuk kepala. Mereka muncul dalam survei lapangan yang mendalam, cerah dan membingungkan, ketika alam semesta baru berusia 10% dari usianya saat ini, kemudian menghilang secara misterius. Kini, data dari Teleskop Luar Angkasa James Webb menunjukkan bahwa ini bukan sekadar titik merah. Itu adalah sistem yang kompleks. Dan mereka memiliki “teman kecil berwarna biru”.
Penjelasan baru ini mengubah cara kita memahami kelahiran lubang hitam supermasif. Hal ini juga menjelaskan bagaimana galaksi pertama tumbuh begitu cepat, begitu besar, dan begitu dini.
Misteri Titik Merah Kecil
Untuk memperjelas garis waktunya: LRD muncul dalam data ketika alam semesta baru berusia sekitar 600 juta tahun. Mereka bersinar terang, lalu menghilang sekitar satu miliar tahun kemudian. Sebelum JWST, objek-objek ini sulit dijabarkan. Namun, sensitivitas inframerah teleskop menangkapnya dengan jelas.
Tapi apa apa mereka?
Model tradisional menunjukkan bahwa mereka adalah gugus bintang masif atau lubang hitam aktif yang memakan gas. Masalahnya? Datanya kurang pas. Spektrum cahayanya aneh. Ada cahaya optik merah terang, penurunan di tengahnya disebabkan oleh penyerapan hidrogen pada panjang gelombang tertentu, dan kemudian sinar ultraviolet (UV) lagi.
Satu objek tidak boleh memancarkan tanda tangan spesifik itu. Kecuali, tentu saja, ada dua hal berbeda yang bertanggung jawab.
Teori Pendamping Biru
Sebuah studi baru yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal Letters mengusulkan perubahan radikal. “Titik merah” bukanlah keseluruhan cerita. Ini sering dipasangkan dengan tetangga yang terang dan bersinar UV.
Josephine Baggen, penulis pertama studi tersebut dan astronom di Yale, menjelaskannya secara sederhana.
“Aspek yang paling mengejutkan… adalah bahwa titik merah kecil ini bukan sekadar ‘titik merah’, namun ada emisi yang lebih kompleks di dekatnya,” katanya.
Dalam sampel 83 LRDS yang dicitrakan oleh JWST, peneliti menemukan bahwa 36 LRDS menjadi tuan rumah bagi pasangan UV ini. Di antara LRD paling cemerlang, lebih dari 80% memiliki pasangan.
Teman-teman ini bukan hanya kebisingan latar belakang. Massanya sangat besar—mulai dari ratusan juta hingga miliaran kali massa Matahari kita. Kemungkinan besar mereka adalah gugus bintang padat awal atau proto-galaksi kecil.
Jadi, bagaimana raksasa biru membantu menciptakan titik merah?
Runtuhnya Awan Gas
Biasanya, awan dingin gas molekuler di pecahan alam semesta awal. Mereka mengumpul, runtuh karena gravitasi, dan akhirnya menyala sebagai bintang. Ini adalah proses yang berantakan dan terfragmentasi.
Namun radiasi UV dari warna biru ini mengubah aturan tersebut.
Menurut penelitian tersebut, fluks UV yang kuat dari gugus bintang pendamping membanjiri awan gas di sekitarnya. Radiasi ini memanaskan gas dan menghentikan fragmentasi yang biasa terjadi. Alih-alih terpecah menjadi banyak bintang yang lebih kecil, awan gas masif tersebut tetap utuh.
Itu terus runtuh.
Tanpa mekanisme fragmentasi yang memperlambatnya, awan akan terkompresi menjadi objek yang sangat padat dan eksotik. Bayangkan sebuah “bintang lubang hitam”. Ini melewatkan ledakan supernova sepenuhnya. Ia runtuh langsung ke dalam lubang hitam, kemungkinan besar merupakan lubang hitam yang sangat besar, dengan massa antara 100,00 dan 1 juta massa matahari.
Ini adalah “benih” yang hilang.
Memecahkan Puzzle Lubang Hitam
Mengapa ini penting? Karena kita memiliki kesenjangan dalam sejarah kosmik kita. Kita melihat lubang hitam supermasif di quasar hanya beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang. Mereka terlalu besar untuk tumbuh dari lubang hitam standar bermassa bintang dalam waktu sesingkat itu.
Dari mana asal bahan bakarnya? Bagaimana mereka memulainya dengan begitu besar?
Mekanisme LRD ini menawarkan calon. Lubang hitam yang terbentuk dari keruntuhan langsung ini berukuran sangat besar. Jika mereka bergabung dengan rekan-rekan mereka yang berwarna biru (yang mungkin juga menggabungkan galaksi-galaksi itu sendiri), mereka menciptakan benih-benih berat yang dibutuhkan untuk akhirnya menjadi monster supermasif yang kita lihat nanti dalam sejarah kosmik.
Hal ini menunjukkan bahwa lubang hitam di pusat Bima Sakti mungkin memulai kehidupannya dengan cara yang persis sama, yaitu lahir “di luar galaksi” dalam kepompong gas padat, kemudian bermigrasi ke dalam.
Mengapa Cahaya Terlihat Seperti Itu
Data JWST sangat cocok dengan model ini. “Penurunan” spektrum? Itu adalah gas hidrogen yang mengelilingi LRD yang menyerap cahaya. Lampu optik merah? Itu berasal dari LRD itu sendiri (atau piringan akresi di sekitar lubang hitam yang baru lahir). Sinar UV? Itu adalah gugus bintang pendamping yang menerangi pemandangan dari samping.
Itu bukan satu objek. Ini adalah duo.
Masih Ada Pertanyaan
Apakah semua LRD terlahir seperti ini? Para peneliti menduga sebagian besar memang demikian, namun pasangannya mungkin terlalu dekat untuk terpisah dalam gambar beresolusi lebih rendah. Kita mungkin hanya melihat pasangan yang pasangannya berbeda.
Beberapa pasangan mungkin terpisah lebih jauh dari sampel penelitian ini, yang berarti pengamatan di masa depan perlu diperkecil, dengan melihat bidang yang lebih luas daripada kelompok yang sempit.
Kami tidak tahu pasti apakah setiap LRD mengikuti jalur ini. Masih ada perdebatan tentang bagaimana benda-benda ini berevolusi menjadi galaksi dan lubang hitam yang kita lihat sekarang. Namun hubungannya menjadi jelas.
Alam semesta berantakan dan penuh kekerasan di masa mudanya. Bukan hanya membentuk bintang; ia menempa jangkar galaksi yang berat melalui tabrakan yang intens dan bermandikan sinar UV. Titik-titik merah kecil itu bukanlah titik sama sekali. Itu adalah tangisan kelahiran para raksasa, ditemani ibu mereka yang lahir biru.
