Langsung ke konten utama

Hubble Ungkap Unsur yang Hilang dalam Teori Materi Gelap

Para astronom telah menemukan ketidaksesuaian antara model teoritis yang memprediksi distribusi materi gelap di dalam gugus galaksi dengan observasi cengkraman gravitasi materi gelap pada gugus galaksi. Temuan ini mengarahkan mereka untuk menyimpulkan bahwa mungkin ada sebuah unsur yang hilang dalam resep kosmik kita tentang sifat materi gelap.

Para astronom tampaknya telah mengungkap detail membingungkan tentang sifat materi gelap, setelah mengamati konsentrasi materi gelap yang lebih kecil dan lebih padat yang ternyata dapat menekuk dan memperkuat cahaya jauh lebih kuat daripada yang diharapkan.
Kredit: Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA

Materi gelap tidak memancarkan, menyerap atau memantulkan cahaya. Eksistensi materi gelap hanya diketahui melalui pengaruh tarikan gaya gravitasi terhadap materi kasat mata di luar angkasa. Oleh karena itu, hingga saat ini materi gelap tetap sulit dipahami. Salah satu cara yang diterapkan oleh para astronom untuk mendeteksi materi gelap adalah dengan mengukur bagaimana gaya gravitasinya mendistorsi ruang, sebuah efek yang disebut pelensaan gravitasi.

Konsentrasi materi gelap skala kecil di dalam gugus ternyata menghasilkan efek pelensaan gravitasi yang 10 kali lebih kuat daripada yang diharapkan. Bukti ini didasarkan pada observasi mendetail terhadap beberapa gugus galaksi masif oleh Teleskop Antariksa Hubble NASA dan Very Large Telescope (VLT) milik Observatorium Selatan Eropa (ESO) di Chili.

hubble-ungkap-unsur-yang-hilang-dalam-teori-materi-gelap-informasi-astronomi
Citra gugus galaksi masif MACS J1206 oleh Hubble. Kredit: NASA, ESA, P. Natarajan (Universitas Yale), G. Caminha (Universitas Groningen), M. Meneghetti (INAF-Observatory of Astrophysics and Space Science of Bologna), tim CLASH-VLT/Zooming; acknowledgment: NASA, ESA, M. Postman (STScI), tim CLASH

Gugus galaksi adalah struktur paling masif di alam semesta yang disusun oleh ratusan galaksi dan menampung materi gelap dalam jumlah sangat besar. Tak sekadar disatukan oleh sebagian besar gaya gravitasi materi gelap, setiap galaksi di dalam gugus juga penuh dengan materi gelap. Oleh karena itu, materi gelap di dalam gugus galaksi didistribusikan pada skala besar dan kecil.

“Gugus galaksi adalah laboratorium ideal untuk memahami apakah simulasi alam semesta oleh komputer dapat diandalkan untuk mereproduksi kesimpulan kita tentang interaksi materi gelap dengan materi yang memancarkan cahaya,” ungkap penulis utama makalah ilmiah Massimo Meneghetti dari National Institute for Astrophysics (INAF) dan Observatory of Astrophysics and Space Science of Bologna di Italia.

“Kami telah melakukan banyak pengujian cermat untuk membandingkan simulasi dan data dalam studi ini, dan kami menemukan ketidaksesuaian,” lanjut Meneghetti. “Satu kemungkinan yang menyebabkan ketidaksesuaian adalah beberapa unsur fisika yang hilang dalam simulasi.”

Ilmuwan senior Priyamvada Natarajan dari Universitas Yale di New Haven Connecticut menambahkan, “Ada fitur tertentu kosmos yang belum kita tangkap dalam model teoritis kita saat ini, sekaligus mengindikasikan celah pemahaman kita tentang sifat materi gelap, mengingat data yang kami peroleh memungkinkan kami untuk menyelidiki distribusi materi gelap secara detail pada skala terkecil.”

Makalah ilmiah yang melaporkan hasil penelitian telah dipublikasikan di jurnal Science edisi 11 September.

Distribusi materi gelap di dalam gugus dipetakan melalui distorsi cahaya atau efek pelensaan gravitasi yang dihasilkan gugus. Gravitasi materi gelap memperbesar dan menekuk cahaya dari objek latar belakang jauh, seperti cermin rumah kaca, terkadang menghasilkan beberapa gambar dari galaksi jauh yang sama. Semakin tinggi konsentrasi materi gelap di dalam sebuah gugus, semakin tinggi pula efek pelensaan gravitasi.

Gambar tajam Hubble dan spektrum dari VLT, membantu tim untuk menghasilkan peta materi gelap berpresisi tinggi. Mereka mengidentifikasi lusinan citra galaksi latar belakang. Dengan mengukur distorsi pelensaan gravitasi, para astronom dapat melacak jumlah dan distribusi materi gelap.

Tiga gugus galaksi utama yang digunakan dalam analisis, MACS J1206.2-0847, MACS J0416.1-2403 dan Abell S1063 adalah bagian dari dua survei Hubble: The Frontier Fields dan Cluster Lensing and Supernova survey with Hubble (CLASH) program.

Yang paling mengejutkan, citra Hubble juga mengungkap busur skala kecil dan distorsi gambar yang tertanam pada pelensaan gravitasi skala besar di setiap inti gugus, di mana galaksi paling masif berada. Para peneliti meyakini fenomena ini dihasilkan oleh gaya gravitasi dari konsentrasi materi gelap di dalam setiap gugus galaksi. Distribusi materi gelap di wilayah terdalam setiap galaksi diketahui meningkatkan efek pelensaan gugus secara keseluruhan.

Observasi spektroskopi tindak lanjut kemudian mengukur kecepatan bintang-bintang yang mengorbit di dalam beberapa gugus galaksi. “Berdasarkan studi spektroskopi, kami dapat menghubungkan galaksi dengan setiap gugus dan memperkirakan jaraknya,” tambah anggota tim Piero Rosati dari Universitas Ferrara di Italia.

“Kecepatan pergerakan bintang memberi kami perkiraan massa setiap galaksi, termasuk jumlah materi gelap,” pungkas anggota tim Pietro Bergamini dari INAF-Observatory of Astrophysics and Space Science of Bologna di Italia.

Tim membandingkan peta materi gelap dengan sampel gugus-gugus galaksi yang disimulasikan dengan massa serupa dan terletak pada jarak yang kurang lebih sama dengan ketiga gugus galaksi target studi. Gugus di dalam simulasi komputer tidak menunjukkan tingkat konsentrasi materi gelap yang sama pada skala terkecil, yaitu skala yang terkait dengan gugus galaksi individu sebagaimana yang bisa diamati di alam semesta.

Tim berharap dapat melanjutkan pengujian terhadap model materi gelap standar untuk mengungkap sifat-sifatnya yang menarik. Teleskop Antariksa Nancy Grace Roman NASA yang akan datang, direncanakan mendeteksi galaksi yang lebih jauh melalui pelensaan gravitasi oleh gugus galaksi masif. Observasi ini diharapkan menambah sampel gugus yang dapat dianalisis oleh para astronom untuk menguji model materi gelap secara lebih mendetail.

Ditulis oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Rob Garner

Sumber: Hubble Observations Suggest a Missing Ingredient in Dark Matter Theories

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa

Label

Label:

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Inti Galaksi Aktif

Ilustrasi wilayah pusat galaksi aktif. (Kredit: NASA/Pusat Penerbangan Antariksa Goddard) Galaksi aktif memiliki sebuah inti emisi berukuran kecil yang tertanam di pusat galaksi. Inti galaksi semacam ini biasanya lebih terang daripada kecerahan galaksi. Untuk galaksi normal, seperti galaksi Bima Sakti, kita menganggap total energi yang mereka pancarkan sebagai jumlah emisi dari setiap bintang yang ada di dalamnya, tetapi tidak dengan galaksi aktif. Galaksi aktif menghasilkan lebih banyak emisi energi daripada yang seharusnya. Emisi galaksi aktif dideteksi dalam spektrum inframerah, radio, ultraviolet, dan sinar-X. Emisi energi yang dipancarkan oleh inti galaksi aktif atau active galaxy nuclei (AGN) sama sekali tidak normal. Lantas bagaimana AGN menghasilkan output yang sangat energik? Sebagian besar galaksi normal memiliki sebuah lubang hitam supermasif di wilayah pusat. Lubang hitam di pusat galaksi aktif cenderung mengakresi material dari wilayah pusat galaksi yang b...
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Apa Itu Kosmologi? Definisi dan Sejarah

Potret dari sebuah simulasi komputer tentang pembentukan struktur berskala masif di alam semesta, memperlihatkan wilayah seluas 100 juta tahun cahaya beserta gerakan koheren yang dihasilkan dari galaksi yang mengarah ke konsentrasi massa tertinggi di bagian pusat. Kredit: ESO Kosmologi adalah salah satu cabang astronomi yang mempelajari asal mula dan evolusi alam semesta, dari sejak Big Bang hingga saat ini dan masa depan. Menurut NASA, definisi kosmologi adalah “studi ilmiah tentang sifat alam semesta secara keseluruhan dalam skala besar.” Para kosmolog menyatukan konsep-konsep eksotis seperti teori string, materi gelap, energi gelap dan apakah alam semesta itu tunggal ( universe ) atau multisemesta ( multiverse ). Sementara aspek astronomi lainnya berurusan secara individu dengan objek dan fenomena kosmik, kosmologi menjangkau seluruh alam semesta dari lahir sampai mati, dengan banyak misteri di setiap tahapannya. Sejarah Kosmologi dan Astronomi Pemahaman manusia ...
16 komentar
Baca selengkapnya

Messier 78, Nebula Refleksi yang Mengelabui Para Pemburu Komet

Kredit: NASA, ESA, J. Muzerolle (Space Telescope Science Institute) dan S. Megeath (Universitas Toledo) Gambar penuh warna ini menampilkan sebagian kecil dari struktur objek Messier 78, sebuah nebula refleksi yang terletak di rasi Orion. Nebula refleksi diciptakan oleh awan debu kosmik yang menghamburkan atau memantulkan cahaya bintang yang berada di dekatnya. Messier 78 terletak sekitar 1.600 tahun cahaya dari Bumi dengan magnitudo semu 8. Ditemukan pada tahun 1780 oleh Pierre Méchain, salah satu kolega Charles Messier, Messier 78 dan paling ideal diamati pada bulan Januari menggunakan teropong dan teleskop kecil. Dibutuhkan setidaknya teleskop berdiameter 8 inci untuk mengungkap nebula refleksi secara mendetail. Messier 78 memiliki fitur khas mirip komet, yaitu salah satu sisi nebula yang memanjang layaknya ekor komet. Fitur ini telah mengelabui banyak pemburu komet saat itu, yang mendorong mereka untuk meyakini telah membuat penemuan baru. Observasi dalam spektrum inf...
Posting Komentar
Baca selengkapnya