Ilmuwan Temukan Materi Galaksi yang Hilang di Ruang Angkasa

Gas berputar mengelilingi galaksi dan meluas jauh dari galaksi tersebut dalam gambar simulasi ini.(IllustrisTNG)

PARA intelektual sukses mengendus keberadaan materi galaksi nan selama ini lenyap dan tersembunyi di ruang sunyi nan sangat luas di antara galaksi-galaksi. Penemuan ini memecahkan teka-teki astronomi nan telah membingungkan para mahir selama puluhan tahun.

Tim intelektual dari Kolaborasi CHIME/FRB nan dipimpin para peneliti di Massachusetts Institute of Technology (MIT) mengembangkannya lewat metode baru. Studi nan dipublikasikan pada 21 Juli di jurnal Physical Review Letters ini menggabungkan penemuan semburan gelombang radio sigap (fast radio bursts alias FRB) dengan pengukuran letak 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) nan energinya jauh lebih luar biasa 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 nan terlihat di dalam galaksi sejauh ini hanya berjumlah sekitar sepersepuluh dari nan diharapkan.

Untuk menemukannya, tim memanfaatkan FRB, kilatan gelombang radio berdurasi milidetik nan sangat terang dari galaksi jauh, sebagai "pemindai Sinar-X kosmik".

"Yang membikin FRB bagus untuk menyelidiki materi nan lenyap adalah lantaran mereka mempunyai 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 nan sangat cepat, dan saat melewati materi, sinyalnya mengabur (smear out) seiring waktu. Dan kami dapat mengukur pengaburan itu secara sangat presisi, nan berbanding lurus dengan berapa banyak materi lenyap nan dilewati FRB," tambahnya.

Dengan menggabungkan info dari Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) dan Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), tim mengorelasikan tingkat pengaburan ribuan sinyal FRB dengan letak jutaan galaksi.

Hasilnya mengonfirmasi bahwa materi nan sebelumnya tidak terdeteksi memang berada di luar pemisah galaksi dan membentuk awan luas nan tersebar jauh lebih lebar dari prediksi sebelumnya.

"Suatu galaksi mungkin berukuran beberapa ratus ribu tahun cahaya, dan kami menemukan materi nan lenyap hingga sekitar 4 juta tahun cahaya," ujar penulis pendamping studi, Kiyoshi Masui, guru besar fisika di MIT.

"Itu jauh lebih jauh dari nan diperkirakan oleh simulasi," lanjutnya.

"Pengukuran ini menunjukkan bahwa aktivitas bintang, dan aktivitas dari lubang hitam, lebih kuat dan jauh lebih luar biasa daripada nan diperkirakan," tegas Masui.

Tim berambisi metode ini bakal makin presisi di masa depan seiring dengan terus bertambahnya info penemuan FRB baru dari instrumen CHIME.

"Kami sukses membuatnya bekerja untuk pertama kalinya, dan bakal membuatnya bekerja lebih presisi lagi seiring membaiknya data," pungkas Masui. (Live Science/Z-2)