JWST Mengungkap Enam Galaksi Awal yang Sedang Menyatu di Sekitar Lubang Hitam Supermasif
Teleskop Antariksa James Webb atau JWST menangkap potret kosmik langka: enam galaksi muda berada dalam satu lingkungan padat, bergerak menuju penyatuan, sementara sebuah lubang hitam supermasif aktif tumbuh di dekat pusat sistem tersebut. Objek ini tampak sebagaimana keadaannya sekitar 1,5 miliar tahun setelah Dentuman Besar, ketika alam semesta masih muda tetapi struktur raksasa mulai terbentuk cepat. Temuan ini memberi gambaran langsung tentang cara galaksi masif modern, termasuk galaksi-galaksi terbesar di gugus kosmik masa kini, kemungkinan dibangun melalui rangkaian penggabungan bertahap.
Sistem tersebut diklasifikasikan sebagai protogugus, yakni cikal bakal gugus galaksi besar. Dalam konteks evolusi kosmik, protogugus merupakan wilayah tempat materi berkumpul lebih awal, lalu membentuk galaksi raksasa melalui tabrakan, interaksi gravitasi, aliran gas, pembentukan bintang, serta pertumbuhan lubang hitam. Objek yang diamati, dikenal sebagai TGSS J1530+1049, sebelumnya menarik perhatian karena terdeteksi sebagai galaksi radio berpergeseran merah tinggi. Sumber radio seperti ini penting karena pancarannya sering berasal dari jet plasma yang terkait lubang hitam aktif, bukan semata-mata cahaya ekstrem dari inti galaksi aktif yang dapat menutupi bintang, gas, dan debu di sekelilingnya.
Dua studi terpisah meneliti sistem ini melalui pendekatan berbeda. Studi pertama, JWST Observes the Assembly of a Massive Galaxy at z ∼ 4, dipimpin Aayush Saxena dari Universitas Oxford dan diterbitkan di The Open Journal of Astrophysics. Studi kedua, High-resolution radio imaging of TGSS J1530+1049, a radio galaxy in a dense environment at z = 4, dipimpin Krisztina Gabányi dari ELTE Eötvös Loránd University di Budapest dan diterbitkan di Astronomy and Astrophysics. Kombinasi data inframerah JWST, European VLBI Network, serta e-MERLIN memberi peta ganda: JWST menyingkap populasi galaksi dan emisi garis, sedangkan radio resolusi tinggi melacak struktur energik yang berkaitan dengan lubang hitam.
Hasilnya mengejutkan. Para peneliti semula ingin memahami satu galaksi radio dan lubang hitam supermasifnya, tetapi JWST justru memisahkan cahaya sistem itu menjadi sedikitnya enam galaksi berbeda. Empat di antaranya sudah tergolong masif, bukan galaksi kerdil kecil. Jika digabungkan, keenam galaksi tersebut mengandung ratusan miliar massa Matahari dalam bentuk bintang. Jarak fisik dan perbedaan kecepatan antaranggota menunjukkan bahwa semuanya kemungkinan akan melebur menjadi satu galaksi jauh lebih besar dalam beberapa miliar tahun. Pola ini sejalan dengan simulasi kosmologis tentang pembentukan galaksi paling terang di pusat gugus, yang tumbuh melalui rentetan penggabungan cepat pada masa awal alam semesta.
Peran lubang hitam supermasif menjadi unsur utama. Dalam data radio, emisi TGSS J1530+1049 menunjukkan aktivitas kuat: materi jatuh ke lubang hitam, sebagian energinya dilepaskan, lalu sebagian material terdorong keluar dengan kecepatan tinggi sebagai jet atau struktur radio kompak. Citra gabungan JWST dan radio mengindikasikan bahwa sumber aktif tersebut tertanam dalam wilayah sangat padat yang berisi galaksi-galaksi yang sedang berinteraksi. Beberapa fitur radio tampaknya bukan inti aktif itu sendiri, melainkan kemungkinan titik panas atau lobus tempat jet bertabrakan dengan gas sekitar. Ini penting karena umpan balik dari inti galaksi aktif dapat memanaskan, mengusir, atau menekan gas, sehingga memengaruhi pembentukan bintang dan pertumbuhan galaksi.
Temuan ini memperkuat gagasan bahwa pertumbuhan galaksi dan pertumbuhan lubang hitam supermasif saling terkait, meski mekanismenya belum sepenuhnya dipahami. JWST dirancang untuk menjawab pertanyaan semacam ini: kapan galaksi besar mulai terbentuk, bagaimana bintang-bintang awal terkumpul, dan bagaimana lubang hitam pusat mencapai massa luar biasa dalam waktu kosmik yang relatif singkat. Namun pengamatan ini juga menunjukkan bahwa astronomi radio tetap sangat penting pada era JWST. Tanpa citra radio beresolusi tinggi, struktur jet, lokasi emisi energik, dan interaksi lubang hitam dengan gas sekitarnya akan jauh lebih sulit ditafsirkan.
Secara ilmiah, sistem TGSS J1530+1049 dapat dianggap sebagai lokasi konstruksi kosmik. Di sana, beberapa galaksi besar masih tampak terpisah, tetapi gravitasi telah mengarahkan mereka menuju satu nasib: penyatuan menjadi galaksi raksasa. Pada saat yang sama, lubang hitam supermasif di lingkungan tersebut sedang aktif, memberi kesempatan langka untuk mengamati dua proses fundamental secara bersamaan: perakitan galaksi masif dan pertumbuhan mesin gravitasi di pusatnya. Meski sifat tepat inti aktif dan jetnya masih memerlukan penelitian lanjutan, pengamatan ini menjadi bukti kuat bahwa leluhur galaksi terbesar masa kini telah mulai terbentuk sangat dini, hanya 1,5 miliar tahun setelah Dentuman Besar.