Materi Gelap Tidak Ditemukan di Sebuah Galaksi Aneh

Galaksi dan materi gelap selalu bersatu dan tidak dapat dipisahkan, seperti selai kacang dan jelly. Anda biasanya tidak akan pernah menjumpai pasangan ini terpisah.

Oleh karena itu, para peneliti terkejut ketika mereka menemukan sebuah galaksi tanpa materi gelap atau tidak memiliki sebagian besar materi gelap. Substansi dari materi gelap yang tak terlihat adalah sebagai scaffolding/perancah untuk membentuk galaksi. Materi gelap adalah lem yang menahan materi yang dapat teramati di dalam galaksi, seperti bintang dan gas, untuk tetap bersama dan membentuk galaksi.

“Kami berpikir setiap galaksi pasti memiliki materi gelap dan materi gelap adalah permulaan dari terbentuknya galaksi,” kata Pieter van Dokkum dari Universitas Yale di New Haven, Connecticut, peneliti utama misi pengamatan menggunakan Teleskop Antariksa Hubble. “Substansi misterius dari materi gelap yang tak terlihat ini adalah aspek paling dominan dari setiap galaksi. Jadi menemukan galaksi tanpa materi gelap betul-betul tidak pernah diduga. Penemuan ini menantang gagasan standar tentang konsep bagaimana sebuah galaksi bekerja, dan gagasan standar selama ini menunjukkan bahwa materi gelap benar-benar ada, yaitu bahwa materi gelap memiliki eksistensinya sendiri secara terpisah, selain komponen-komponen lain dari galaksi. Hasil pengamatan ini juga menunjukkan bahwa mungkin ada lebih dari satu cara untuk membentuk sebuah galaksi.”

Teleskop Antariksa Hubble milik NASA mengambil gambar galaksi misterius yang disebut NGC 1052-DF2 dan telah dihitung oleh para astronom hanya memiliki sedikit atau tanpa materi gelap. Ini adalah galaksi pertama yang ditemukan oleh para astronom sangat kurang dalam hal jumlah materi gelap, yang prosentase materi gelap itu sendiri diperkirakan sebanyak 85% dari seluruh massa Alam Semesta kita. Kredit video: Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA/Studio Visualisasi Ilmiah

Galaksi unik yang disebut NGC 1052-DF2 ini, hanya mengandung paling banyak 1/400 jumlah materi gelap. Ukurannya sebanding dengan Bima Sakti kita, tetapi selama ini luput dari perhatian karena hanya terdiri dari 1/200 jumlah bintang. Mengingat ukuran objek yang besar dan penampilannya yang pudar, para astronom mengklasifikasikan NGC 1052-DF2 sebagai sebuah galaksi ultra-diffuse. Sebuah survei pada tahun 2015 dari gugus galaksi Coma, selanjutnya menunjukkan objek-objek yang berukuran besar dan samar ini sangat umum di Alam Semesta.

Namun tidak satupun dari galaksi ultra-diffuseyang sejauh ini ditemukan kurang dalam hal jumlah materi gelap. Jadi, bahkan di antara kelas galaksi yang tidak biasa ini, NGC 1052-DF2 sangatlah aneh.

Van Dokkum beserta tim yang dipimpinnya melihat NGC 1052-DF2 menggunakan Dragonfly Telephoto Array, teleskop yang dibuat secara khusus di New Mexico dan dirancang untuk menemukan galaksi-galaksi samar ini. Mereka kemudian menggunakan Observatorium W.M. Keck di Hawaii untuk mengukur pergerakan dari sebanyak 10 kelompok raksasa bintang yang disebut sebagai gugus bintang globular di galaksi tersebut. Keck mengungkapkan bahwa gugus bintang globular bergerak dengan kecepatan yang relatif rendah, kurang dari 23.000 mil per jam. Bintang dan gugus yang berada di bagian tepi galaksi yang mengandung materi gelap bergerak setidaknya tiga kali lebih cepat. Dari pengukuran tersebut, tim kemudian menghitung massa galaksi. “Jika memang ada materi gelap, maka jumlahnya hanya sangat sedikit,” jelas van Dokkum. “Bintang-bintang yang ada di galaksi ini dapat menjelaskan keseluruhan massa, dan sepertinya tidak ada ruang untuk materi gelap.”

Para peneliti selanjutnya menggunakan Teleskop Antariksa Hubble dan Observatorium Gemini di Hawaii untuk mengungkap lebih banyak rincian tentang galaksi unik ini. Gemini mengungkapkan bahwa galaksi tersebut tidak menunjukkan tanda-tanda interaksi dengan galaksi-galaksi lainnya. Hubble kemudian membantu para astronom untuk lebih baik dalam mengidentifikasi gugus bintang globular dan mengukur jarak galaksi secara akurat.

Galaksi berukuran besar dan tampak kabur ini memiliki karakteristik yang begitu menyebar, sehingga para astronom menyebutnya sebagai galaksi “tembus pandang” karena mereka dapat melihat galaksi-galaksi jauh yang berada di belakangnya dengan jelas. Objek yang misterius ini tidak memiliki wilayah pusat, dan bahkan tidak memiliki lengan spiral dan cakram galaksi secara nyata, yang menjadi fitur khas dari galaksi spiral. Tapi, NGC 1052-DF2 memang juga tidak terlihat seperti galaksi elips. Bahkan gugus globularnya sangat aneh, sebab dua kali lebih besar daripada gugus-gugus bintang yang terlihat di galaksi-galaksi lainnya. Semua keanehan ini tidak berarti, apabila dibandingkan dengan aspek teraneh dari galaksi ini: NGC 1052-DF2 tanpa materi gelap atau tidak memiliki sebagian besar materi gelap.
Kredit: NASA, ESA, dan P. van Dokkum (Universitas Yale)

Gambar-gambar Hubble juga mengungkapkan penampilan galaksi yang tidak biasa. “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, Anda mendapatkan gambaran tentang sesuatu dan berkata, ‘Saya belum pernah melihat itu sebelumnya.’ Hal ini menakjubkan: gumpalan raksasa yang tembus pandang. Sangat langka Anda dapat melihat semua galaksi yang berada jauh di belakangnya. Ini benar-benar galaksi tembus pandang.”

Galaksi misterius ini tidak memiliki wilayah pusat, dan bahkan tidak memiliki lengan spiral dan cakram galaksi secara nyata, yang menjadi fitur khas dari galaksi spiral. Tapi juga tidak terlihat seperti galaksi elips. Juga tidak menunjukkan bukti menjadi induk bagi sebuah lubang hitam pusat. Berdasarkan warna gugus bintang globular, galaksi tersebut diperkirakan berusia sekitar 10 miliar tahun. Bahkan gugus globularnya sangat aneh, sebab dua kali lebih besar daripada gugus-gugus bintang yang terlihat di galaksi-galaksi lainnya.

“Ini seperti Anda membentuk sebuah galaksi dari lingkaran halo bintang dan gugus bintang globular, dan entah bagaimana Anda lupa untuk membuat komponen-komponen lainnya,” kata van Dokkum. “Tidak ada teori yang meramalkan jenis galaksi ini. Galaksi ini merupakan sebuah misteri yang komplet, karena segala sesuatu tentangnya adalah aneh. Bagaimana Anda bisa membentuknya benar-benar tidak diketahui.”

Tetapi, tetap saja para peneliti memiliki beberapa ide. NGC 1052-DF2 terletak sekitar 65 juta tahun cahaya jauhnya di dalam kumpulan galaksi yang didominasi oleh galaksi elips raksasa NGC 1052. Pembentukan galaksi di wilayah tersebut terjadi secara keras dan penuh pergolakkan, dan van Dokkum menunjukkan bahwa pertumbuhan dari bibit galaksi berukuran masif miliaran tahun lalu mungkin memainkan peran dalam defisiensi materi gelap NGC 1052-DF2.

Ide lain adalah pergerakan gas menuju 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 pusat NGC 1052. Kemungkinan ini bersifat spekulatif, dan tidak menjelaskan semua karakteristik galaksi yang diamati, kata para peneliti.

Tim ini juga sudah mencari galaksi-galaksi tanpa materi gelap atau materi gelap yang jumlahnya sangat sedikit. Mereka menganalisis gambar Hubble dari 23 galaksi dalam kategori diffuse lainnya. Tiga dari mereka tampak mirip dengan NGC 1052-DF2.

:Setiap galaksi yang kita ketahui sebelumnya memiliki materi gelap, dan mereka berada dalam kategori yang familiar, seperti galaksi spiral atau elips,” kata van Dokkum. “Tapi, apa yang akan Anda dapatkan jika tidak ada materi gelap sama sekali? Mungkin inilah yang akan Anda dapatkan.”

Hasil penelitian oleh tim akan muncul di jurnal Nature edisi 29 Maret 2018.

Teleskop Antariksa Hubble adalah proyek kerjasama internasional antara NASA dan ESA (European Space Agency). Pusat Penerbangan Antariksa Goddard milik NASA di Greenbelt, Maryland, mengelola teleskop tersebut. The Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimore melakukan operasi sains Hubble. STScI dioperasikan untuk NASA oleh Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., di Washington D.C.

Ditulis oleh: Donna Weaver/Ray Villard, Institut Sains Teleskop Antariksa, Baltimore, Maryland dan Pieter van Dokkum, Universitas Yale, New Haven, Connecticut, www.nasa.gov

Editor: Karl Hille

Sumber: Dark Matter Goes Missing in Oddball Galaxy

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa

Share this post