Ilustrasi nebula di alam semesta (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Para astronom selama ini mencai jawaban atas tiga misteri terbesar dari pengamatan alam semesta awal, yakni galaksi yang terlalu terang, lubang hitam raksasa yang tumbuh terlalu cepat, serta objek kecil berwarna merah yang sulit dijelaskan.
Semua fenomena itu, menurut sebuah studi terbaru, bisa berakar pada satu jenis objek hipotetis yang disebut dark stars atau bintang gelap, sebagaimana dikutip dari Earth pada Sabtu (31/1).
Gagasan ini muncul setelah data dari Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) menunjukkan bahwa alam semesta muda, hanya beberapa ratus juta tahun setelah Dentuman Besar, tampak jauh lebih kompleks daripada yang diperkirakan teori konvensional.
Banyak objek kosmik terlihat terlalu masif dan terlalu matang untuk usia kosmos yang masih sangat dini, sehingga memicu perdebatan luas di kalangan astrofisikawan.
Penelitian yang dipimpin Profesor Cosmin Ilie dari Colgate University mencoba menyatukan potongan-potongan teka-teki tersebut. Alih-alih menganggap setiap fenomena sebagai kasus terpisah dengan mekanisme berbeda, timnya menunjukkan bahwa satu jalur evolusi bintang yang ekstrem dapat menghasilkan seluruh tanda pengamatan yang membingungkan itu secara bersamaan.
Bintang gelap sendiri merupakan konsep teoretis yang berbeda dari bintang biasa. Objek ini diduga terbentuk sebelum sebagian besar galaksi berkembang, dan sumber energinya bukan berasal dari reaksi fusi nuklir, melainkan dari interaksi partikel materi gelap. Ketika partikel materi gelap saling menghancurkan, energi yang dilepaskan dapat memanaskan bagian dalam bintang yang sedang tumbuh.
Panas dari materi gelap ini membuat bintang tetap mengembang dan tidak runtuh, sehingga mampu menarik gas di sekitarnya secara terus-menerus. Akibatnya, bintang gelap bisa tumbuh jauh lebih besar dibanding bintang konvensional, bahkan mencapai ukuran supermasif. Karena belum membakar unsur berat, permukaannya relatif dingin dan hampir tidak menghasilkan debu kosmik.
Sifat inilah yang membuat bintang gelap relevan untuk menjelaskan keberadaan galaksi ultra-terang yang ditemukan JWST, yang sering dijuluki `blue monsters`.
Galaksi-galaksi ini tampak sangat terang namun minim debu, sebuah kombinasi yang sulit dipadukan dalam model pembentukan bintang standar. Dalam skenario bintang gelap, satu bintang supermasif saja sudah cukup menghasilkan cahaya setara galaksi kecil.
Jika sebagian objek yang selama ini dianggap sebagai galaksi aktif sebenarnya adalah bintang gelap tunggal yang diselimuti gas, maka perkiraan laju pembentukan bintang di alam semesta awal bisa terlalu tinggi. Koreksi ini berpotensi meredakan ketegangan antara pengamatan JWST dan simulasi kosmologi yang ada.
Misteri kedua yang dapat disentuh oleh teori ini adalah kemunculan lubang hitam raksasa pada usia kosmos yang sangat muda. Beberapa galaksi awal diketahui sudah memiliki lubang hitam dengan massa puluhan juta kali Matahari, sesuatu yang sulit dicapai jika pertumbuhannya dimulai dari bintang biasa. Bintang gelap supermasif dapat runtuh langsung menjadi benih lubang hitam yang jauh lebih besar sejak awal.
Skenario tersebut sangat relevan untuk menjelaskan objek seperti UHZ1, sebuah galaksi yang diamati sekitar 470 juta tahun setelah Dentuman Besar. Dengan benih awal yang sudah sangat masif, lubang hitam dapat tumbuh melalui akresi gas normal tanpa memerlukan laju pertumbuhan ekstrem yang selama ini dianggap tidak realistis.
Fenomena ketiga yang ikut terangkai adalah keberadaan “titik merah kecil”, sumber cahaya kompak berwarna merah yang hampir tidak memancarkan sinar-X. Beberapa studi menduga objek ini diselimuti gas padat yang menghalangi radiasi energi tinggi. Profesor Ilie mengusulkan bahwa sisa runtuhan bintang gelap dapat meninggalkan lubang hitam yang masih terbungkus material tersebut.
Jika benar, titik merah kecil bisa menjadi fase singkat dalam evolusi bintang gelap menuju lubang hitam aktif. Namun para peneliti juga menekankan bahwa tidak semua objek jenis ini harus berasal dari mekanisme yang sama, dan sebagian mungkin tetap merupakan galaksi biasa dengan kondisi ekstrem.
Untuk membedakan bintang gelap dari galaksi kompak, para ilmuwan mencari ciri spektral khusus, terutama pola penyerapan helium. Atmosfer bintang gelap yang kaya helium diperkirakan meninggalkan jejak unik pada cahaya yang dipancarkan. Pada beberapa objek sangat jauh, JWST mulai menangkap sinyal yang sulit dijelaskan oleh model galaksi standar.
Meski menjanjikan, bukti tersebut masih bersifat awal. Diperlukan pengamatan berulang dengan kualitas spektrum yang lebih tinggi untuk memastikan bahwa tanda helium tersebut benar-benar berasal dari bintang gelap, bukan dari proses lain yang belum sepenuhnya dipahami.
Jika suatu hari bintang gelap dapat dikonfirmasi, implikasinya akan melampaui astrofisika. Hal itu akan menjadi bukti bahwa materi gelap tidak hanya berperan sebagai pengikat gravitasi kosmik, tetapi juga dapat bertindak sebagai sumber energi langsung. Informasi ini berpotensi memberikan petunjuk baru bagi eksperimen pencarian materi gelap di laboratorium Bumi.
Studi ini diterbitkan dalam jurnal Universe.
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
bintang gelap kosmik alam semesta awal teleskop James Webb
