MoM-BH*-1 mungkin adalah ‘bintang lubang hitam’ bermassa 100.000 Matahari

Seperti apa model “bintang lubang hitam” itu?

Dalam model yang diajukan, lubang hitam bermassa sekitar 100.000 kali massa Matahari sedang mengonsumsi materi di sekitarnya dengan sangat cepat. Gas yang jatuh ke dalam melepaskan energi gravitasi dan memanaskan selubung padat di sekelilingnya. Selubung ini kemudian membentuk semacam “fotosfer semu” yang menyerupai permukaan bintang, sehingga seluruh sistem terlihat sebagai objek merah yang kompak dan bercahaya. Sumber energinya, bagaimanapun, bukan fusi nuklir melainkan akresi—proses jatuhnya materi ke lubang hitam.

Menurut pelaporan mengenai penelitian tersebut, model yang menggabungkan lubang hitam yang sedang berakresi dengan selubung hidrogen padat lebih mampu menjelaskan kecerlangan dan warna MoM-BH*-1 dibandingkan penjelasan berbasis bintang biasa. Gasnya diperkirakan membentang dalam skala yang kira-kira sebanding dengan Tata Surya, meskipun struktur pastinya bergantung pada model yang digunakan.

Warna merah objek ini juga mungkin berasal dari gas, bukan debu. Radiasi dari lubang hitam pusat dapat diserap, dihamburkan, lalu dipancarkan kembali oleh materi di sekelilingnya. Proses tersebut menggeser cahaya yang lolos menuju panjang gelombang yang lebih panjang dan tampak lebih merah.

Hubungannya dengan “little red dots” JWST

JWST telah menemukan banyak sumber kecil, merah, dan bercahaya dari alam semesta awal. Objek-objek ini dikenal secara informal sebagai “little red dots” atau “titik-titik merah kecil”. Bentuknya yang kompak dan spektrumnya yang aneh membuat sifat fisiknya sulit dipastikan.

MoM-BH*-1 menjadi objek pembanding yang penting karena, dalam model yang diajukan, pancaran dari lubang hitamnya jauh lebih dominan daripada cahaya galaksi induknya. Mekanisme di balik objek tersebut pun lebih mudah dipelajari.

Jika proses akresi yang diselimuti gas juga terjadi pada sistem yang lebih kompleks, sebagian little red dots yang lebih redup mungkin merupakan objek serupa yang tertanam di dalam galaksi-galaksi muda. Dalam skenario ini, little red dots bukan satu populasi bintang biasa. Mereka bisa berupa lubang hitam yang tumbuh cepat, dengan “kepompong” gas padat yang membuatnya tampak seperti bintang dalam pengamatan inframerah.

Kemungkinan tersebut juga relevan untuk pertanyaan besar dalam kosmologi: bagaimana lubang hitam yang sangat masif dapat terbentuk begitu cepat setelah Big Bang. Selubung gas yang padat mungkin memungkinkan lubang hitam awal menyerap materi dalam jumlah besar. Namun, MoM-BH*-1 sendiri belum dapat menjelaskan seluruh sejarah pertumbuhan lubang hitam supermasif yang muncul kemudian.

Mengapa sinar-X-nya mungkin tidak terdeteksi?

Lubang hitam yang sedang mengakresi tanpa banyak penghalang biasanya diperkirakan menghasilkan radiasi berenergi tinggi, termasuk sinar-X. Akan tetapi, selubung gas yang tebal dapat mengubah radiasi yang berhasil keluar. Sinar-X yang terbentuk dekat lubang hitam mungkin diserap atau berkali-kali dihamburkan di dalam selubung. Sebagian energinya kemudian diubah menjadi radiasi berenergi lebih rendah, termasuk ultraviolet dan inframerah.

Model ini memberikan penjelasan yang masuk akal mengapa MoM-BH*-1 dan little red dots serupa dapat terlihat terang dalam pengamatan inframerah JWST, tetapi lemah atau tidak terdeteksi dalam sinar-X. Meski demikian, ini tetap merupakan interpretasi yang konsisten dengan model lubang hitam terselubung—bukan pengukuran langsung yang membuktikan setiap foton sinar-X yang hilang telah diproses ulang dengan cara tersebut.

Mengapa klasifikasi “bintang lubang hitam” belum terbukti?

Klaim tersebut masih didasarkan pada bukti tidak langsung. JWST telah mengukur cahaya dari sumber ini, tetapi belum memotret lubang hitam yang berada di dalam selubung gas. Spektrum yang ada juga belum menghadirkan satu ciri tunggal yang secara unik menyingkirkan semua penjelasan alternatif.

Kemungkinan lain—misalnya gabungan galaksi kompak, gas dengan kondisi tidak biasa, debu, populasi bintang, dan aktivitas lubang hitam yang tertutup—masih perlu diuji terhadap data pengamatan. Dengan kata lain, model “bintang lubang hitam” adalah penjelasan terbaik sejauh ini, tetapi belum sama dengan identifikasi yang definitif.

Pengamatan lanjutan JWST dapat mencari ciri spektrum yang diprediksi model, mengukur kepadatan dan komposisi gas, memperkirakan ukuran sumber dengan lebih presisi, mencari perubahan kecerlangan dari waktu ke waktu, serta membandingkan MoM-BH*-1 dengan sampel little red dots yang lebih besar. Hasilnya akan membantu menentukan apakah objek ini merupakan fenomena langka atau contoh dari populasi lubang hitam yang diselimuti gas pada masa fajar kosmik.

Kesimpulan

MoM-BH*-1 paling tepat dipahami sebagai kandidat “bintang lubang hitam”: lubang hitam bermassa sekitar 100.000 kali massa Matahari yang sedang menyerap materi dengan cepat dan terbungkus selubung hidrogen padat, sehingga tampak seperti bintang merah raksasa. Kecerlangannya yang ekstrem dan ciri-ciri Balmer yang tidak biasa mendukung tafsiran tersebut. Selubung gas yang sama juga dapat menjelaskan warna merah serta sinyal sinar-X yang lemah. Namun, semua itu masih merupakan kesimpulan berbasis model, bukan konfirmasi atas kelas baru benda langit.