Semburan Lubang Hitam Terbesar yang Pernah Terlihat Memiliki Panjang 140 Bima Sakti

Ruang angkasa itu luas dan penuh dengan benda-benda raksasa: asteroid yang dapat menempatkan planet pada lintasan evolusi baru, bintang-bintang yang bergolak, dan galaksi-galaksi raksasa. Kini, tim peneliti telah menemukan beberapa objek terbesar sejauh ini: semburan material raksasa yang bergerak dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya menjauhi lubang hitam.

Dengan panjang 23 juta tahun cahaya, jet lubang hitam adalah yang terbesar yang pernah terlihat. Seberapa besarkah 23 juta tahun cahaya, Anda bertanya? Itu setara dengan 140 Bima Sakti yang berjejer dari ujung ke ujung. Studi yang menggambarkan megastruktur jet, yang dijuluki Porphyrion berdasarkan raksasa Yunani mitologis, adalah diterbitkan hari ini di Nature.

“Kami menyajikan bukti bahwa lubang hitam supermasif tidak hanya menguasai galaksi tempat lubang hitam itu berada, tetapi juga jaringan kosmik,” kata Martijn Oei, seorang peneliti di Institut Teknologi California dan penulis utama makalah tersebut, dalam konferensi pers hari Senin. Pengetahuan konvensional menyatakan bahwa semburan lubang hitam tetap “di dalam atau sangat dekat dengan galaksi induknya,” tambah Oei, tetapi Porphyrion menjelaskan dengan gamblang bahwa semburan tersebut mencapai ukuran struktur kosmik yang lebih besar.

Porphyrion adalah struktur jet kuno, yang berasal dari saat alam semesta baru berusia 6,3 miliar tahun (sekarang sudah berusia hampir 14 miliar tahun). Oei menambahkan bahwa jika jet Porphyrion selebar planet kita, lubang hitam yang menggerakkannya hanya selebar amuba. Itulah skala jet yang sangat besar.

Jet tersebut terlihat dalam data dari survei langit yang dilakukan dengan LOw Frequency ARray atau LOFAR milik Eropa. Sejauh ini, lebih dari 10.000 megastruktur jet samar serupa telah diidentifikasi dalam data LOFAR, yang mencakup sekitar 15% langit. Tim tersebut mengidentifikasi galaksi sumber Porphyrion dengan mempelajari data dari Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) di India dan Dark Energy Spectroscopy Instrument (DESI) di Arizona. Terakhir, pengamatan oleh Keck Observatory di Hawai’i mengungkapkan jarak struktur jet tersebut dari Bumi: sekitar 7,5 miliar tahun cahaya.

Kondisi pasti yang menghasilkan sistem jet seperti Porphyrion tidak jelas, tetapi tim peneliti menemukan bahwa lubang hitam yang menampungnya mengeluarkan radiasi ke luar angkasa saat menarik material di dekatnya dengan gaya gravitasinya yang sangat besar.

“Untuk membuat sistem seperti Porphyrion, kita harus memiliki peristiwa akresi yang sangat kuat, mungkin peristiwa penggabungan dengan galaksi lain yang membawa banyak gas untuk memberi makan lubang hitam,” kata Martin Hardcastle, seorang astrofisikawan di Universitas Hertfordshire dan salah satu penulis makalah tersebut, dalam konferensi pers yang sama.

“Para astronom percaya bahwa galaksi dan lubang hitam di pusatnya berevolusi bersama, dan salah satu aspek penting dari hal ini adalah bahwa semburan dapat menyebarkan sejumlah besar energi yang memengaruhi pertumbuhan galaksi induknya dan galaksi lain di dekatnya,” kata salah satu penulis George Djorgovski, seorang astronom di Caltech, dalam rilis lembaga tersebut. “Penemuan ini menunjukkan bahwa efeknya dapat meluas lebih jauh dari yang kita duga.”

Tim yang sama menemukan sistem jet pemegang rekor sebelumnya, yang diberi nama Alcyoneus, juga berdasarkan nama raksasa mitologi. Sistem itu panjangnya sekitar 100 Bima Sakti. Selain membuat alam semesta menjadi magnet, jet seperti Porphyrion dan Alcyoneus memuntahkan begitu banyak energi sehingga dapat memanaskan medium intergalaksi hingga satu juta derajat secara lokal, kata Oei dalam konferensi tersebut. Terlebih lagi, jet tersebut dapat menghasilkan dan memuntahkan medan magnet yang menempati kekosongan kosmik—hamparan ruang hampa yang luas yang berada di antara sulur-sulur jaring kosmik.

“Kami memiliki pengamatan bahwa alam semesta termagnetisasi dalam banyak skala. Seluruh galaksi termagnetisasi, begitu pula filamen jaring kosmik dan rongga kosong di antara filamen tersebut,” kata Oei. “Orang-orang tertarik pada magnetisme skala besar ini karena mungkin dapat memberi tahu kita sesuatu tentang bagaimana alam semesta bermula.”

“Setiap medan magnet di dalamnya [the cosmic voids] “Mungkin merupakan refleksi dari beberapa proses di alam semesta awal yang dapat membawa kita pada petunjuk fisika baru,” tambahnya.

Instrumen baru seperti Square Kilometer Array akan menyediakan cara yang berguna untuk mensurvei bagian selatan (dalam pekerjaan terbaru mereka, tim hanya memindai langit utara). Selain itu, metode otomatis untuk mengurai gambar—misalnya, visi komputer, atau teknik AI lainnya—dapat mempercepat jumlah megastruktur jet lubang hitam yang dapat ditemukan oleh tim.

Saat ini, kelompok tersebut mengetahui sekitar 10.000, tetapi itu hanya “sebagian kecil dari apa yang dapat Anda temukan,” kata Oei, berspekulasi bahwa mungkin ada sekitar 100.000 hingga 1 juta struktur jet seperti itu di luar sana.