Astronom di Universitas Maynooth telah menjelaskan bagaimana lubang hitam supermasif terbentuk dengan cepat setelah Big Bang melalui simulasi galaksi awal yang kacau. Kondisi ini memungkinkan lubang hitam kecil tumbuh dengan cepat dengan menelan gas pada tingkat luar biasa. Temuan ini selaras dengan pengamatan dari James Webb Space Telescope.
Salah satu misteri abadi astronomi—bagaimana lubang hitam supermasif mencapai ukuran besar begitu cepat setelah kelahiran alam semesta—mungkin memiliki solusi, menurut studi dari peneliti di Universitas Maynooth, Irlandia. Diterbitkan di Nature Astronomy, penelitian ini menggunakan simulasi canggih untuk menunjukkan bahwa lingkungan turbulen kaya gas di galaksi awal memicu pertumbuhan eksplosif pada lubang hitam awal. Tim, yang dipimpin oleh calon PhD Daxal Mehta di Departemen Fisika, fokus pada lubang hitam yang terbentuk hanya ratusan juta tahun setelah Big Bang. «Kami menemukan bahwa kondisi kacau yang ada di alam semesta awal memicu lubang hitam awal yang lebih kecil untuk tumbuh menjadi lubang hitam supermasif yang kita lihat kemudian setelah pesta makan yang menelan material di sekitarnya,» jelas Mehta. Simulasi ini mengungkapkan bahwa lubang hitam benih ringan yang disebut, mulai dari 10 hingga beberapa ratus kali massa Matahari, berkembang menjadi puluhan ribu massa matahari. Hal ini terjadi melalui akresi super-Eddington, di mana lubang hitam menelan materi lebih cepat daripada batas radiasi tipikal yang memungkinkan, menentang asumsi sebelumnya bahwa hanya lubang hitam benih berat yang lebih besar—hingga 100.000 massa matahari dari awal—yang bisa mencapai skala tersebut. «Lubang hitam kecil ini sebelumnya dianggap terlalu kecil untuk tumbuh menjadi lubang hitam raksasa yang diamati di pusat galaksi awal,» catat Mehta. «Apa yang kami tunjukkan di sini adalah bahwa lubang hitam awal ini, meskipun kecil, mampu tumbuh dengan sangat cepat, dengan kondisi yang tepat.» Karya ini menjawab teka-teki dari James Webb Space Telescope, yang telah melihat lubang hitam masif lebih awal dari yang diharapkan. «Terobosan ini membuka salah satu teka-teki besar astronomi,» kata Dr. Lewis Prole, anggota tim. Pemimpin Dr. John Regan menambahkan, «Benih berat agak lebih eksotis... Simulasi kami menunjukkan bahwa lubang hitam massa bintang 'biasa' bisa tumbuh pada tingkat ekstrem di alam semesta awal.» Alam semesta awal tampak lebih dinamis daripada yang diperkirakan, dengan populasi lebih besar dari lubang hitam semacam itu. Ini bisa membentuk harapan untuk misi Laser Interferometer Space Antenna pada 2035, yang berpotensi mendeteksi penggabungan penumbuh awal ini melalui gelombang gravitasi.