Galaksi
dan materi gelap selalu bersatu dan tidak dapat dipisahkan, seperti selai
kacang dan jelly. Kita biasanya tidak pernah menjumpai pasangan ini
terpisah.
Oleh
karena itu, para peneliti terkejut saat mereka menemukan sebuah galaksi tanpa
materi gelap atau tidak memiliki sebagian besar materi gelap. Substansi materi gelap yang tak kasat mata adalah sebagai scaffolding/perancah untuk membentuk galaksi. Materi gelap layaknya lem
yang menahan materi kasat mata di dalam galaksi, seperti bintang dan molekul gas, untuk tetap terikat dan membentuk galaksi.
“Kami
berpikir setiap galaksi tentunya memiliki materi gelap, mengingat materi gelap adalah syarat pertama pembentukan galaksi,” ungkap Pieter van Dokkum dari Universitas Yale di New
Haven, Connecticut, peneliti utama misi observasi menggunakan Teleskop Antariksa
Hubble NASA. “Substansi misterius materi gelap yang tak kasat mata adalah
aspek paling dominan bagi setiap galaksi. Jadi menemukan galaksi tanpa materi
gelap benar-benar tak terduga. Penemuan ini menantang gagasan standar
tentang konsep sifat galaksi, karena gagasan standar selama ini
menunjukkan bahwa materi gelap memang eksis. Materi gelap terpisah dari komponen lain di dalam galaksi. Hasil observasi juga mengungkap kemungkinan ada lebih dari
satu cara untuk membentuk sebuah galaksi.”
Hubble membidik galaksi misterius NGC
1052-DF2 yang hanya memiliki sedikit atau tanpa
materi gelap. Inilah galaksi pertama yang ditemukan oleh para astronom sangat minim dalam hal jumlah materi gelap, sementara persentase materi gelap mendominasi dengan angka 85% dari seluruh massa di alam semesta kita. Kredit video: Pusat
Penerbangan Antariksa Goddard NASA/Studio Visualisasi Ilmiah
Galaksi
unik yang diberi kode NGC 1052-DF2, hanya mengandung paling banyak 1/400 materi gelap dari keseluruhan massa galaksi. Ukurannya sebanding dengan Bima Sakti kita, tetapi selama ini luput
dari perhatian karena jumlah bintang di dalamnya hanya sedikit. Mengingat ukurannya yang besar dan penampilannya yang pudar, para astronom mengklasifikasikan
NGC 1052-DF2 sebagai galaksi ultra-diffuse. Survei terhadap gugus galaksi Coma pada tahun 2015, menempatkan galaksi serupa sebagai objek yang sangat umum di alam semesta.
Namun
tidak satupun galaksi ultra-diffuse
yang sejauh ini ditemukan kurang dalam hal jumlah materi gelap. Jadi, bahkan di
antara kelas galaksi yang tidak biasa ini, NGC 1052-DF2 sangat aneh.
Van
Dokkum bersama tim mengamati NGC 1052-DF2 menggunakan Dragonfly Telephoto Array, teleskop yang
dibuat secara khusus di New Mexico dan dirancang untuk menemukan
galaksi redup semacam ini. Mereka kemudian menggunakan Observatorium W.M. Keck
di Hawaii untuk mengukur pergerakan 10 gugus bintang globular di dalam galaksi. Keck menemukan gugus bintang globular yang bergerak dengan kecepatan relatif rendah, kurang dari 23.000 mil per jam. Bintang dan gugus yang berada
di tepi galaksi yang mengandung materi gelap bergerak setidaknya tiga
kali lebih cepat. Tim lalu menghitung massa
galaksi. “Jika memang ada materi gelap, maka jumlahnya sangat sedikit,”
jelas van Dokkum. “Bintang di dalam galaksi ini dapat menjelaskan total massa, dan sepertinya tidak ada ruang memadai untuk materi gelap.”
Tim kemudian menggunakan Hubble dan Observatorium
Gemini di Hawaii untuk mengungkap lebih banyak rincian tentang NGC 1052-DF2.
Gemini mengungkap NGC 1052-DF2 tidak menunjukkan tanda-tanda
interaksi dengan galaksi-galaksi lainnya. Hubble lalu membantu para
astronom untuk mengidentifikasi gugus bintang globular dan
mengukur jarak galaksi secara akurat.
 |
| Galaksi berukuran besar dan tampak redup ini memiliki karakteristik yang
begitu menyebar. Para astronom menyebutnya galaksi “transparan”, karena galaksi-galaksi jauh yang berada di
belakangnya dapat terlihat dengan jelas. Objek yang misterius ini tidak memiliki wilayah pusat, bahkan tidak memiliki lengan spiral dan cakram galaksi, fitur khas dari galaksi spiral. Tapi NGC 1052-DF2 juga bukan galaksi elips. Bahkan gugus bintang globularnya sangat aneh, sebab dua
kali lebih besar daripada yang terlihat di galaksi lainnya. Semua keanehan ini tidak berarti, jka dibandingkan dengan aspek
teraneh dari galaksi ini: NGC 1052-DF tidak memiliki materi gelap atau tidak memiliki
sebagian besar materi gelap. Kredit: NASA, ESA, dan P. van Dokkum (Universitas Yale) |
Gambar-gambar
Hubble juga mengungkap penampilan aneh galaksi. “Saya menghabiskan
waktu selama satu jam hanya untuk menatap gambar-gambar Hubble,” kenang van
Dokkum. “Sangat jarang, khususnya belakangan ini setelah bertahun-tahun operasional
Hubble, kami mendapatkan gambaran tentang sesuatu dan berkomentar, ‘Saya belum
pernah melihat itu sebelumnya.’ Sungguh menakjubkan: gumpalan raksasa yang transparan. Sangat langka, kita bahkan dapat melihat semua galaksi yang berada jauh di
belakangnya. Benar-benar galaksi yang transparan.”
Galaksi
misterius NGC 1052-DF2 tidak memiliki wilayah pusat, bahkan tanpa lengan spiral dan cakram galaksi yang menjadi fitur khas galaksi
spiral. Tapi juga tidak terlihat seperti galaksi elips. Juga tidak menunjukkan
bukti sebagai induk bagi sebuah lubang hitam supermasif pusat. Berdasarkan warna gugus bintang
globular, NGC 1052-DF2 diperkirakan telah berusia sekitar 10 miliar tahun. Bahkan
gugus bintang globularnya sangat aneh, karena dua kali lebih besar daripada yang terlihat di galaksi lainnya.
“Seperti kita membentuk sebuah galaksi dari lingkaran halo bintang dan gugus
bintang globular, dan entah bagaimana kita lupa untuk menambahkan komponen-komponen
lainnya,” ujar van Dokkum. “Tidak ada teori yang pernah meramalkan jenis galaksi semacam ini. NGC 1052-DF2 sepenuhnya misteri, karena segala sesuatu tentang dirinya menyimpang. Bagaimana asal usulnya benar-benar tidak
diketahui.”
Tetapi para peneliti telah memiliki beberapa penjelasan alternatif. NGC 1052-DF2 terletak sekitar
65 juta tahun cahaya dari Bumi di ikatan galaksi yang didominasi oleh
galaksi elips raksasa NGC 1052. Pembentukan galaksi di sana terjadi sangat keras dan penuh pergolakan. Van Dokkum memprediksi pertumbuhan bibit galaksi berukuran masif miliaran tahun yang lalu mungkin turut memainkan peran atas defisiensi materi gelap NGC 1052-DF2.
Penjelasan lain adalah pergerakan molekul gas yang mengarah ke galaksi elips raksasa NGC 1052 mungkin telah
terfragmentasi dan membentuk NGC 1052-DF2. Pembentukan NGC 1052-DF2 mungkin
telah dibantu oleh angin kuat yang berasal dari lubang hitam muda yang tumbuh
di wilayah pusat NGC 1052. Kemungkinan ini bersifat spekulatif dan tidak menjelaskan
semua karakteristik NGC 1052-DF2.
Tim juga berupaya mencari galaksi lain tanpa materi gelap atau dengan materi gelap yang
jumlahnya sangat sedikit. Mereka menganalisis gambar 23 galaksi diffuse lainnya yang diambil oleh Hubble. Tiga di antaranya tampak mirip dengan NGC 1052-DF2.
"Setiap
galaksi yang pernah kita temukan selalu memiliki materi gelap, dan mereka adalah galaksi dalam kategori yang familiar, seperti galaksi spiral atau elips,” pungkas van
Dokkum. “Tapi apa yang akan kita peroleh jika tanpa materi gelap sama
sekali? Mungkin keanehan-keanehan inilah yang kita peroleh.”
Makalah studi yang melaporkan hasil penemuan telah dipublikasikan di jurnal Nature edisi 29/03/18.
Ditulis
oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Karl Hille
Komentar
Posting Komentar