Menurut model kosmologis kita yang berlaku, materi gelap menyumbang sekitar 85% massa di alam semesta. Sementara upaya berkelanjutan untuk mempelajari gugus misterius yang tak terlihat ini tidak menghasilkan bukti langsung, ahli astrofisika telah mampu mengukur dampaknya melalui pengamatan. halo materi gelapdan pelensaan gravitasi dan pengaruh relativitas umum pada struktur kosmik berskala besar. dan dengan bantuan misi generasi berikutnya seperti ESA Euclid Dan NASA Nancy Rahmat Romawi Untuk teleskop luar angkasa, materi gelap mungkin bukan misteri lebih lama lagi!

Kemudian sesuatu seperti ini muncul: sebuah galaksi masif yang tampaknya memiliki sedikit atau tidak ada materi gelap! Inilah yang diamati oleh tim astronom yang dipimpin oleh anggota Instituto Astrofisica de Canarias (IAC) ketika mengamati NGC 1277. Galaksi lentikular ini, terletak 240 juta tahun cahaya di konstelasi Perseus, beberapa kali lebih besar dari Bima Sakti. Ini adalah pertama kalinya sebuah galaksi masif ditemukan yang tidak menunjukkan tanda-tanda materi gelap, yang merupakan tantangan serius bagi model kosmologi kita saat ini.

Pencarian dipimpin Sebastian Komronseorang astronom ekstragalaktik di University of La Laguna (ULL), seorang IAC, dan pemimpin Pengarsip disk tebal (ArcThick) Kolaborasi. Ia bergabung dengan para peneliti dari Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Ukraina, Instituto Física de Partículas y del Cosmos (IPARCOS), dan Institut Max Planck untuk Astronomi dan Berbagai Universitas (MPA). Makalah yang menjelaskan temuan mereka baru-baru ini muncul di jurnal Astronomi dan astrofisika.

Menurut Model Standar kosmologi – juga dikenal sebagai. itu Materi gelap lambda dingin Model (? CDM) – Materi Gelap memainkan peran integral dalam pembentukan dan evolusi alam semesta (dan terus berlanjut). Secara teoritis, massa tak terlihat ini muncul tak lama setelah Big Bang dan membentuk lingkaran cahaya yang menarik gas hidrogen netral ke dalam piringan yang berputar-putar. Gas ini ditarik ke awan yang semakin padat, yang mengarah ke pembentukan bintang dan galaksi pertama. Saat ini, DM adalah komponen utama dari semua galaksi masif dan terbukti dari kurva rotasinya, lensa yang dibuatnya, dan interaksinya dengan bintang di sekitarnya dan medium galaksi (IGM).

Namun, saat tim mengukur distribusi massa NGC 1277, mereka hanya memperhatikan distribusi bintang tersebut. Dari sini, mereka menyimpulkan bahwa DM dapat mencapai tidak lebih dari 5% massa galaksi dalam radius yang diamati—walaupun pengamatan mereka menunjukkan bahwa mungkin tidak ada DM sama sekali. Seperti yang ditunjukkan Comeron baru-baru ini siaran pers IAC:

“Hasil ini tidak sesuai dengan model kosmologis yang diterima saat ini, termasuk materi gelap. Pentingnya galaksi yang tersisa dalam membantu kita memahami bagaimana galaksi pertama terbentuk adalah mengapa kami memutuskan untuk mengamati NGC 1277 menggunakan spektrometer medan terintegrasi. Dari spektrum, kami membuat peta kinematik yang memungkinkan kami menentukan distribusi massa di dalam galaksi hingga radius sekitar 20.000 tahun cahaya.”

Dalam makalah mereka, tim menjelaskan NGC 1277 sebagai prototipe dari “galaksi sisa”, kelas yang sangat langka yang tidak berinteraksi dengan galaksi tetangga. Galaksi-galaksi ini diyakini sebagai sisa-sisa galaksi raksasa yang terbentuk tak lama setelah Big Bang. Namun, model CDM memprediksi bahwa DM harus mencakup setidaknya 10% dari galaksi masif seperti NGC 1277, dengan maksimum 70% untuk tipe khusus ini. Dia berkata Rekan penulis Ana Ferré Mathieu, peneliti di IAC dan ULL Ada dua kemungkinan penjelasan untuk perbedaan ini:

“Salah satunya adalah bahwa interaksi gravitasi dengan media sekitarnya dalam gugus galaksi di mana galaksi ini berada telah melucuti materi gelap. Yang lainnya adalah bahwa materi gelap dikeluarkan dari sistem ketika galaksi dibentuk oleh penggabungan fragmen protogalaktik, sehingga memunculkan galaksi yang tersisa.”

Namun, tidak satu pun dari penjelasan ini yang sepenuhnya memuaskan sejauh menyangkut tim. Dalam waktu dekat, tim berencana untuk menyelidiki lebih lanjut misteri tersebut dengan melakukan observasi menggunakan Pencari Kecepatan Zona Peningkatan WHT (MENENUN) yang berlokasi di Teleskop William Herschel (WHT), terletak di Observatorium Roque de los Muchachos di Pulau La Palma. Jika pengukuran kecepatan WEAVE mengkonfirmasi bahwa NGC 1277 tidak memiliki DM, mereka mungkin meragukan teori alternatif – seperti dinamika Newtonian yang dimodifikasi (MOND). Dia berkata Trujillo:

“Perbedaan antara pengamatan dan apa yang kami perkirakan ini adalah misteri, dan mungkin tantangan bagi Model Standar. Meskipun materi gelap dapat hilang di galaksi tertentu, hukum gravitasi yang dimodifikasi harus bersifat universal, dan tidak ada pengecualian, sehingga galaksi tanpa materi gelap akan menjadi sanggahan dari pengganti materi gelap semacam ini.”

Pengamatan ini juga dapat menjelaskan lubang hitam supermasif galaksi (SMBH), yang memiliki massa sekitar 17 miliar massa matahari, atau 4.250 kali massa Sagitarius A* (SMBH di pusat Bima Sakti)! Menurut beberapa astronom, sumber DM mungkin adalah lubang hitam, yang terbentuk dari keruntuhan halo DM pada awal alam semesta. Ada juga misteri galaksi materi gelap, seperti kasus aneh FAST J0139+4328, yang hampir seluruhnya terdiri dari DM.

Misi generasi berikutnya seperti Euclid dan Nancy Rahmat Romawi Teleskop luar angkasa juga akan memberikan wawasan baru dengan meneliti perluasan alam semesta sejak Big Bang. Pengamatan ini bertujuan untuk mengukur efek materi gelap (dan energi gelap) pada skala kosmik terbesar. Hasil dari penelitian ini dan lainnya akan menyelesaikan perdebatan dengan mengungkap keberadaan massa misterius yang tak terlihat atau pemahaman kita tentang gravitasi (seperti yang dijelaskan oleh relativitas umum) perlu direvisi.

Bacaan lebih lanjut: IACDan Astronomi dan astrofisika