2 hours ago
4
Gas berputar mengelilingi galaksi dan meluas jauh dari galaksi tersebut dalam gambar simulasi ini.(IllustrisTNG)
PARA ilmuwan berhasil mengendus keberadaan materi galaksi yang selama ini hilang dan tersembunyi di ruang hampa yang sangat luas di antara galaksi-galaksi. Penemuan ini memecahkan teka-teki astronomi yang telah membingungkan para ahli selama puluhan tahun.
Tim ilmuwan dari Kolaborasi CHIME/FRB yang dipimpin para peneliti di Massachusetts Institute of Technology (MIT) mengembangkannya lewat metode baru. Studi yang dipublikasikan pada 21 Juli di jurnal Physical Review Letters ini menggabungkan deteksi semburan gelombang radio cepat (fast radio bursts atau FRB) dengan pengukuran lokasi galaksi.
Metode ini tidak hanya mengungkap materi dalam jumlah besar di luar galaksi, tetapi juga mengindikasikan penyebab terpencarnya materi tersebut: ledakan bintang dan semburan black hole (lubang hitam) yang energinya jauh lebih dahsyat dari dugaan sebelumnya.
Secara teoritis, para fisikawan memperkirakan sekitar 17% alam semesta terdiri dari materi "biasa" (yang membentuk planet, bintang, dan galaksi), sementara 83% sisanya adalah materi gelap (dark matter). Namun, jumlah total materi biasa yang terlihat di dalam galaksi sejauh ini hanya berjumlah sekitar sepersepuluh dari yang diharapkan.
Untuk menemukannya, tim memanfaatkan FRB, kilatan gelombang radio berdurasi milidetik yang sangat terang dari galaksi jauh, sebagai "pemindai Sinar-X kosmik".
"Yang membuat FRB bagus untuk menyelidiki materi yang hilang adalah karena mereka memiliki sifat khusus," kata salah satu penulis studi, Haochen Wang, mahasiswa pascasarjana di Kavli Institute for Astrophysics and Space Research MIT.
"Semburan ini dimulai sebagai kilatan yang sangat cepat, dan saat melewati materi, sinyalnya mengabur (smear out) seiring waktu. Dan kami dapat mengukur pengaburan itu secara sangat presisi, yang berbanding lurus dengan berapa banyak materi hilang yang dilewati FRB," tambahnya.
Dengan menggabungkan data dari Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) dan Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), tim mengorelasikan tingkat pengaburan ribuan sinyal FRB dengan lokasi jutaan galaksi.
Hasilnya mengonfirmasi bahwa materi yang sebelumnya tidak terdeteksi memang berada di luar batas galaksi dan membentuk awan luas yang tersebar jauh lebih lebar dari prediksi sebelumnya.
"Suatu galaksi mungkin berukuran beberapa ratus ribu tahun cahaya, dan kami menemukan materi yang hilang hingga sekitar 4 juta tahun cahaya," ujar penulis pendamping studi, Kiyoshi Masui, profesor fisika di MIT.
"Itu jauh lebih jauh dari yang diperkirakan oleh simulasi," lanjutnya.
"Pengukuran ini menunjukkan bahwa aktivitas bintang, dan aktivitas dari lubang hitam, lebih kuat dan jauh lebih dahsyat daripada yang diperkirakan," tegas Masui.
Tim berharap metode ini akan makin presisi di masa depan seiring dengan terus bertambahnya data deteksi FRB baru dari instrumen CHIME.
"Kami berhasil membuatnya bekerja untuk pertama kalinya, dan akan membuatnya bekerja lebih presisi lagi seiring membaiknya data," pungkas Masui. (Live Science/Z-2)
