Bukti menunjukkan bahwa lubang hitam bermassa 50 juta matahari itu lebih tua dari galaksi induknya.
Para peneliti yang menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA telah mendeteksi bukti jelas bahwa beberapa lubang hitam supermasif sejak awal berukuran sangat besar, terbentuk tanpa fase keruntuhan bintang dan tanpa galaksi induk yang jauh lebih masif sebagai sumber makanan bagi mereka.
Tim peneliti mengamati gambar Abell2744-QSO1 (QSO1), yang merupakan prototipe Titik Merah Kecil yang ada sekitar 700 juta tahun setelah Big Bang. Titik Merah Kecil ditemukan oleh Teleskop James Webb dan merupakan subjek penelitian signifikan dalam ekosistem eksplorasi ruang angkasa yang lebih luas.
Dengan menggunakan fitur pencitraan dan spektroskopi Teleskop Webb, seperti integral field unit (IFU) dan teknologi NIRSpec (Near Independent Spectrograph), tim peneliti memetakan gerakan dan komposisi gas yang mengorbit lubang hitam di pusat QSO1. Apa yang ditemukan adalah bahwa gas tersebut memiliki gerak Keplerian, artinya gas tersebut mengorbit suatu titik pusat dengan cara yang sama seperti planet-planet di tata surya kita mengorbit Matahari.
“Ini penting karena ini memberi tahu kita bahwa sebagian besar massa QSO1 terkonsentrasi di lubang hitam di pusatnya,” kata mahasiswa pascasarjana Cambridge, Ignas Juodžbalis, yang merupakan penulis utama salah satu studi tersebut. Dia menambahkan, “Jika massanya lebih terdistribusi, seperti jika terdapat banyak bintang, gas tidak akan memiliki rotasi Keplerian yang sempurna.”
“Ini adalah temuan yang luar biasa,” kata Roberto Maiolino dari Universitas Cambridge, salah satu penulis penelitian yang baru-baru ini diterbitkan. “Ini adalah perubahan paradigma, peninjauan kembali skenario klasik tentang bagaimana lubang hitam terbentuk dan tumbuh.”
Dengan menggunakan hukum gravitasi yang mengatur gerak Keplerian, untuk pertama kalinya tim dapat menggunakan pengukuran kecepatan gas untuk menghitung massa lubang hitam secara langsung.
Penelitian tersebut menunjukkan bahwa lubang hitam tersebut tidak hanya berukuran sangat besar – sekitar 50 juta massa matahari – tetapi juga membentuk setidaknya dua pertiga dari total massa QSO1, ribuan kali lebih besar dibandingkan galaksi terdekat, dimana lubang hitam supermasif hanya merupakan sebagian kecil dari total massa galaksi induknya.
“Sepertinya kami telah menemukan lubang hitam yang tidak memiliki galaksi induk yang besar dan sudah ada sebelum proses bintang,” kata Juodžbalis. “Ini sangat menarik karena ini adalah bukti adanya lubang hitam primordial atau lubang hitam yang runtuh secara langsung, yang telah diteorikan tetapi belum dikonfirmasi.”
QSO1 diyakini berukuran sekitar 1.300 tahun cahaya, namun cahayanya telah menjelajah selama lebih dari 13 miliar tahun dan lebih mudah untuk dipelajari dibandingkan kebanyakan Titik Merah Kecil lainnya terutama karena ia dilensa secara gravitasi oleh gugus galaksi Abell 2744, yang juga dikenal sebagai Gugus Pandora. QSO1 diperbesar dan dicitrakan tiga kali lipat, muncul di tiga lokasi berbeda di langit.