$lookup as operações são lentas, pois imitam o comportamento de junção à esquerda, do DOCS :

Portanto, se não houver índices nos campos usados ​​para joining as coleções Mongodb são forçadas a fazer uma varredura de coleção.

Adicionando um índice para o foreignField atributos devem impedir uma varredura de coleção e aumentar o desempenho mesmo de uma magnitude