Materi gelap adalah materi yang tidak dapat dideteksi dari radiasi yang dipancarkan atau penyerapan radiasi yang datang ke materi tersebut, tetapi kehadirannya dapat dibuktikan dari efek gravitasi materi-materi yang tampak seperti bintang dan galaksi (wikipedia). Apa itu Materi Gelap, Sifat dan Fungsinya
Alam semesta terdiri dari sekitar 27 persen materi gelap dengan sisanya sebagian besar terdiri dari energi gelap yang sama misteriusnya. Materi normal, seperti planet dan bintang, merupakan lima persen yang relatif kecil dari alam semesta. Galaksi terbentuk dan tumbuh ketika gas mendingin dan mengembun di pusat gumpalan materi gelap ini – yang disebut lingkaran cahaya materi gelap.
Baca juga: Astronomi Radio, Puncak Astromi abad ini
Sebagian besar materi di alam semesta gelap (terlepas dari radiasi gamma yang mereka pancarkan dalam keadaan luar biasa) dan sangat berbeda di alam dari materi yang menyusun bintang, planet, dan manusia.
Partikel materi gelap dapat bertabrakan dengan anti-partikel materi gelap di dekat pusat lingkaran cahaya. enurut beberapa teori, mereka diubah menjadi ledakan radiasi sinar gamma yang energik.
Struktur Materi Gelap
Para astronom dapat menyimpulkan struktur lingkaran cahaya materi gelap besar dari sifat-sifat galaksi dan gas di dalamnya. Lingkaran cahaya terbesar berisi koleksi besar ratusan galaksi terang, yang disebut gugus galaksi, yang beratnya 1.000 triliun kali lebih besar dari Matahari kita.
Namun, para ilmuwan tidak memiliki informasi langsung tentang lingkaran cahaya materi gelap yang lebih kecil yang terlalu kecil untuk memuat galaksi. Ini hanya dapat kita pelajari dengan simulasi evolusi alam semesta dalam superkomputer besar.
Yang terkecil diperkirakan memiliki massa yang sama dengan Bumi menurut teori ilmiah populer terkini tentang materi gelap yang mendasari penelitian baru tersebut.
Gambar Materi Gelap yang Diperbesar
Sebuah penelitian gabungan Oleh tim peneliti internasional, Universitas Durham, Inggris, menggunakan superkomputer di Eropa dan Cina untuk fokus memperbesar wilayah khas alam semesta dark matter. Penelitian ini mendapat danai oleh STFC, European Research Council, Chinese Academy of Sciences, Max Planck Society dan Harvard University, dan terbit di jurnal nature.
Zoom yang mereka dapatkan setara dengan kemampuan melihat kutu di permukaan Bulan.
Temuan mereka, yang diterbitkan dalam jurnal Nature, dapat berarti bahwa lingkaran cahaya yang sangat kecil ini dapat diidentifikasi dalam pengamatan di masa depan dengan radiasi yang diperkirakan akan mereka keluarkan.
Hal ini memungkinkan mereka untuk membuat gambar dan analisis rinci dari ratusan gumpalan materi gelap virtual (atau lingkaran cahaya) dari yang paling besar hingga yang terkecil.
Rekan penulis Profesor Carlos Frenk, Ogden Profesor Fisika Fundamental di Institute for Computational Cosmology, di Universitas Durham, Inggris, mengatakan: “Dengan memperbesar lingkaran cahaya materi gelap yang relatif kecil ini kita dapat menghitung jumlah radiasi yang diharapkan datang dari yang berbeda.
Materi Gelap tidak Sepenuhnya Gelap
“Sebagian besar radiasi ini akan dipancarkan oleh lingkaran cahaya materi gelap yang terlalu kecil untuk menampung bintang dan observatorium sinar gamma masa depan mungkin dapat mendeteksi emisi ini, membuat benda-benda kecil ini secara individual atau kolektif ‘terlihat’.
“Ini akan mengkonfirmasi sifat hipotesis dari materi gelap, yang mungkin tidak sepenuhnya gelap.”
Simulasi dilakukan dengan menggunakan superkomputer Mesin Kosmologi, bagian dari fasilitas Komputasi Kinerja Tinggi DiRAC di Durham, didanai oleh Dewan Fasilitas Sains dan Teknologi (STFC), dan komputer di Akademi Ilmu Pengetahuan China.
Dengan memperbesar alam semesta virtual dalam detail mikroskopis seperti itu, para peneliti dapat mempelajari struktur lingkaran cahaya materi gelap mulai dari massa Bumi hingga gugus galaksi besar.
Anehnya, mereka menemukan bahwa lingkaran cahaya dari semua ukuran memiliki struktur internal yang sangat mirip dan sangat padat di bagian tengah, menjadi semakin menyebar, dengan gumpalan kecil yang mengorbit di wilayah luarnya.
Para peneliti mengatakan bahwa tanpa skala ukuran, hampir tidak mungkin untuk membedakan gambar halo materi gelap dari sebuah galaksi masif dari salah satu halo dengan massa sebagian kecil dari Matahari.
Rekan penulis Profesor Simon White, dari Max Planck Institute of Astrophysics, Jerman, mengatakan: “Kami berharap bahwa lingkaran cahaya materi gelap kecil akan sangat banyak, mengandung sebagian besar dari semua materi gelap di alam semesta, tetapi sebagian besar akan tetap ada. gelap sepanjang sejarah kosmik karena bintang dan galaksi hanya tumbuh di lingkaran cahaya yang lebih dari satu juta kali lebih masif dari Matahari.
“Penelitian kami menyoroti lingkaran cahaya kecil ini saat kami berusaha mempelajari lebih lanjut tentang apa itu materi gelap dan perannya dalam evolusi alam semesta.”
Tim peneliti, yang dipimpin oleh National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences, dan termasuk Durham University, UK, Max Planck Institute for Astrophysics, Jerman, dan Center for Astrophysics di Harvard, AS, membutuhkan waktu lima tahun untuk mengembangkan, menguji dan melakukan zoom kosmik mereka.
Journal Reference:
- Wang, J., Bose, S., Frenk, C.S. et al. 2020. Universal structure of dark matter haloes over a mass range of 20 orders of magnitude. Nature, 2020 DOI: 10.1038/s41586-020-2642-9
Tinggalkan komentar