Teleskop James Webb Temukan Bukti Kunci Asal Usul Lubang Hitam Supermasif di Awal Alam Semesta

Para astronom telah menemukan indikasi yang meyakinkan mengenai keberadaan bintang raksasa di alam semesta yang sangat awal.

Teleskop Angkasa Luar James Webb (JWST) telah berhasil mengungkap bukti yang sangat kuat mengenai asal-usul lubang hitam supermasif di masa awal alam semesta. Temuan ini merupakan sebuah teka-teki kosmologi yang telah membingungkan para astronom selama lebih dari dua dekade.

Melalui pengamatan yang mendalam, tim astronom internasional menemukan indikasi adanya "bintang monster" atau bintang purba yang memiliki massa ribuan kali lipat dari Matahari. Bintang-bintang ini diyakini sebagai cikal bakal dari lubang hitam supermasif.

Penemuan ini memberikan penjelasan tentang bagaimana lubang hitam yang memiliki massa jutaan hingga miliaran kali Matahari sudah ada pada saat usia alam semesta belum mencapai satu miliar tahun setelah peristiwa Big Bang.

Menurut laporan dari Universe Today pada Kamis (25/12/2025), keberadaan lubang hitam raksasa pada fase awal kosmos selama ini sulit dijelaskan oleh model kosmologi konvensional. Dalam skenario umum, lubang hitam tumbuh secara bertahap melalui akresi materi dan penggabungan objek-objek kosmik lainnya, sebuah proses yang memerlukan waktu miliaran tahun.

Terobosan ini dicapai oleh tim peneliti yang dipimpin oleh Devesh Nandal dari University of Virginia, bekerja sama dengan Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Mereka memfokuskan pengamatan pada galaksi purba bernama GS 3073 dengan memanfaatkan kemampuan spektroskopi canggih dari James Webb.

Hasil pengamatan menunjukkan komposisi kimia yang tidak biasa di galaksi tersebut, terutama rasio hidrogen terhadap oksigen yang sangat tinggi. Analisis lebih lanjut juga menemukan kandungan nitrogen yang ekstrem, pola yang tidak dapat dijelaskan oleh evolusi bintang normal.

Para peneliti menyimpulkan bahwa jejak kimia ini hanya dapat dihasilkan oleh bintang purba supermasif dengan massa antara 1.000 hingga 10.000 kali massa Matahari. Bintang jenis ini diperkirakan runtuh secara langsung menjadi lubang hitam raksasa tanpa melalui fase supernova yang konvensional.

Dalam keterangan resmi Universitas Portsmouth, Nandal menjelaskan bahwa komposisi unsur kimia tersebut berfungsi layaknya sidik jari kosmik.

"Pola kimia di GS 3073 tidak menyerupai apa pun yang bisa dihasilkan oleh bintang biasa. Kandungan nitrogen yang sangat tinggi hanya konsisten dengan satu sumber yang kita kenal, yakni bintang purba yang ribuan kali lebih masif dibanding Matahari," ujarnya.

Penemuan ini memperkuat teori "direct collapse black hole", yaitu gagasan bahwa lubang hitam supermasif terbentuk dari runtuhnya bintang raksasa di awal semesta, bukan dari pertumbuhan lambat lubang hitam kecil. Bukti observasional dari James Webb menjadi penopang terkuat sejauh ini bagi teori tersebut.

Para astronom menilai penemuan ini sebagai langkah penting dalam memahami evolusi galaksi dan struktur besar alam semesta. Dengan memetakan bagaimana lubang hitam supermasif terbentuk dan tumbuh, ilmuwan berharap dapat menjawab pertanyaan mendasar tentang pembentukan galaksi pertama dan dinamika kosmos pada era awal.

James Webb diperkirakan akan terus memainkan peran kunci dalam penelitian lanjutan, seiring para ilmuwan memburu tanda-tanda serupa di galaksi purba lainnya untuk memastikan apakah fenomena ini bersifat umum di alam semesta awal.

Kejayaan Singkat Sang Raksasa

Untuk memastikan hasil penelitian, tim peneliti melakukan pemodelan ulang siklus hidup bintang raksasa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa saat inti bintang membakar helium menjadi karbon, material tersebut merembes ke lapisan luar dan bercampur dengan hidrogen, menghasilkan nitrogen dalam jumlah besar yang tersebar ke angkasa.

Berbeda dengan bintang biasa yang meledak sebagai supernova, bintang raksasa ini justru mengalami runtuh ke dalam dirinya sendiri. Runtuhan ini menciptakan "benih" lubang hitam masif, yang merupakan cikal bakal dari lubang hitam supermasif yang kita amati saat ini.

Pemahaman ini juga memberikan wawasan baru mengenai "Zaman Kegelapan Kosmik," yang berlangsung dari 380 ribu hingga 1 miliar tahun setelah peristiwa Big Bang. Daniel Whalen, peneliti dari Universitas Portsmouth, menyatakan bahwa bukti yang ditemukan di GS 3070 merupakan sebuah terobosan.

"Dengan GS 3073, kami memiliki bukti observasional pertama bahwa bintang raksasa ini pernah ada. Raksasa kosmik akan bersinar terang untuk waktu yang singkat sebelum runtuh menjadi lubang hitam masif, meninggalkan jejak kimia yang dapat kita deteksi miliaran tahun kemudian. Agak mirip dinosaurus di Bumi, mereka sangat besar dan primitif. Dan mereka memiliki umur yang pendek, hanya hidup selama seperempat juta tahun, yang hanya sekejap mata dalam skala waktu kosmik."