Ads Top


Materi Gelap Ternyata Lebih Gelap, Tak Terlukiskan

Dalam studi kali ini, astronom telah mempelajari bagaimana perilaku materi gelap dalam cluster galaksi (kelompok galaksi) ketika cluster bertabrakan. Sampai saat ini, materi gelap merupakan tanda tanya besar dalam ilmu pengetahuan alam semesta. Banyak materi gelap di alam semesta yang bisa terdeteksi tetapi sangat sulit dipahami, keberadaannya tidak mencerminkan materi, menyerap atau memancarkan cahaya, sehingga sangat sulit ditemukan. Tanda-tanda ini hanya bisa diketahui melalui efek gravitasi yang terlihat di luar angkasa.

Studi ini menggunakan data pengamatan dari NASA/ESA Hubble Space Telescope dan Chandra X-ray Observatory NASA, dimana hasilnya dipublikasikan dalam jurnal Science edisi 27 Maret 2015. Astronom menunjukkan bukti bahwa materi gelap berinteraksi dengan materinya sendiri bahkan diluar yang diperkirakan sebelumnya dan mempersempit dugaan pada zat misterius itu. Tim ilmuwan menggunakan data untuk mempelajari 72 jenis tabrakan cluster galaksi besar. Tabrakan terjadi pada waktu yang berbeda dan dilihat dari sudut yang berbeda, dari samping dan dari sisi lainnya.

Analisa Materi Gelap Pada Cluster Galaksi


Untuk mempelajari lebih lanjut tentang materi gelap misterius, ilmuwan mempelajarinya dengan cara yang mirip dengan percobaan pada materi yang terlihat, apa yang terjadi ketika materi itu menabrak sesuatu. Ilmuwan mulai menganalisa kelompok galaksi, dimana tabrakan yang melibatkan partikel materi gelap terjadi secara alami dan jumlahnya yang cukup besar untuk melihat efek tabrakan. Di Bumi, ilmuwan menggunakan akselerator partikel untuk mengetahui lebih lanjut tentang sifat-sifat partikel berbeda. Fisikawan dapat menyelidiki zat yang terbuat dari partikel dengan mempercepat gerakan kearah tabrakan, memeriksa sifat dan lintasan puing-puing yang dihasilkan.

Materi Gelap Cluster Galaksi

Dalam hal ini telah diketahui bahwa galaksi terbuat dari tiga materi utama, yaitu bintang, awan gas dan materi gelap. Selama tabrakan berlangsung, penyebaran awan gas diseluruh galaksi menabrak satu sama lain dan memperlambat atau berhenti. Kelompok bintang yang jauh lebih sedikit dipengaruhi hambatan dari gas dan membuat kesenjangan diantaranya. Situasi ini tidak memiliki efek memperlambat satu sama lain, meskipun dua bintang tidak berbenturan maka gaya gesek akan besar.

Menurut David Harvey dari EPFL Swiss, ilmuwan sangat mengerti bagaimana gas dan bintang bereaksi terhadap benturan kosmik dan muncul dari reruntuhan. Membandingkan betapa gelapnya materi ketika berinteraksi dapat membantu astronom untuk mempersempit analisa kejadian sebenarnya. 
Untuk mengetahui letak materi gelap di cluster galaksi, ilmuwan mempelajari cahaya dari belakang cluster galaksi yang cahayanya telah diperbesar dan terdistorsi massa cluster. Ide ini cukup bagus untuk melihat massa di cluster, jumlah cahaya terdistorsi mengisyaratkan jumlah materi gelap di suatu daerah.

Sama halnya seperti bintang, materi gelap terdeteksi langsung melalui tabrakan keras tanpa melambat. Tetapi tidak seperti dalam kasus bintang, yang terlihat selama tabrakan bukan karena materi gelap jauh dari materi gelap lainnya. Teori yang terkenal menyatakan bahwa materi gelap tersebar merata diseluruh cluster galaksi, sehingga partikel materi gelap sering sangat dekat satu sama lain. Alasan materi gelap tidak memperlambat karena tidak hanya tidak berinteraksi dengan partikel terlihat, juga kurang berinteraksi dengan materi gelap lainnya seperti yang diduga sebelumnya.

Penelitian sebelumnya telah melihat perilaku yang sama pada Cluster Bullet, tapi sulit untuk menafsirkan apa yang terlihat jika ilmuwan hanya memiliki satu contoh. Teori paling umum dikenal menyatakan bahwa materi gelap mungkin tersusun dari partikel Supersymmetric. Belum ada konfirmasi eksperimental partikel supersymetric, teori ini memecahkan beberapa kesenjangan dalam pemikiran saat ini. Salah satu partikel yang diusulkan supersimetri akan menjadi stabil, netral, dan hanya berinteraksi lemah dengan partikel umum dari Model Standar, metode yang menjelaskan semua sifat yang diperlukan untuk menjelaskan materi gelap.

Setiap tabrakan setidaknya terjadi ratusan juta tahun, sehingga dalam seumur hidup manusia ilmuwan hanya bisa melihat satu frame dari sudut kamera tunggal. Tetapi saat ini ilmuwan telah mempelajari lebih banyak tabrakan sehingga dapat mengumpulkan film penuh dan lebih memahami apa yang sedang terjadi. Astronom telah menemukan bahwa materi gelap berinteraksi dengan dirinya sendiri, mempersempit sifat-sifat materi gelap. Teori fisika partikel harus terus diperbaharui untuk mengukur fenomena yang lebih kecil, agar bisa mengukur dan membuat modelnya. Materi gelap berpotensi kaya sifat dan kompleks, dan masih ada beberapa jenis interaksi lain yang bisa dipelajari. Analisa ini mengesampingkan interaksi yang menciptakan gaya gesekan kuat, menyebabkan materi gelap memperlambat selama tabrakan. 

Interaksi lain mungkin bisa membuat partikel materi gelap terpental satu sama lain seperti bola bilyar, yang menyebabkan materi gelap yang akan dilempar keluar dari tabrakan atau gumpalan materi gelap untuk berubah bentuk. Untuk lebih meningkatkan jumlah tabrakan yang bisa dipelajari, ilmuwan juga mencari tabrakan melibatkan galaksi individu yang jauh lebih umum. Masih ada beberapa kandidat yang layak untuk mempelajari materi gelap, diharapkan analisa selanjutnya bisa melengkapi teori yang ada.

Referensi


Dark matter even darker than once thought, 26 March 2015, by ESA/Hubble Information Centre.
Journal Ref: The nongravitational interactions of dark matter in colliding galaxy clusters. Science, 27 March 2015: 1462-1465 DOI: 10.1126/science.1261381

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.