Ilustrasi materi gelap (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Materi gelap (dark matter) diketahui sebagai unsur pembentuk alam semesta sejak masa paling awal, meski keberadaannya nyaris tidak pernah dirasakan secara langsung.
Dikutip dari Earth pada Kamis (29/1), materi gelap tidak memancarkan cahaya dan tidak meninggalkan jejak visual apapun. Materi gelap mampu menembus materi biasa tanpa hambatan, tanpa bereaksi secara kimia atau elektromagnetik.
Satu-satunya sifat yang benar-benar menonjol dari materi gelap adalah gravitasinya, tarikan inilah yang selama miliaran tahun mengarahkan pembentukan galaksi dan mencegahnya tercerai-berai.
Kini, para ilmuwan berhasil menyusun peta materi gelap paling tajam yang pernah dibuat sepanjang ejarah. Peta ini memberi gambaran jauh lebih detail tentang bagaimana materi gelap tersebar di ruang angkasa, dan perannya sebagai kerangka tak kasatmata yang menentukan posisi galaksi, bintang, hingga planet.
Penelitian ini memanfaatkan data terbaru dari Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA. Studi tersebut dipimpin bersama oleh tim dari Durham University, Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA, serta École Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL) di Swiss. Kombinasi data observasi dan analisis komputasi tingkat lanjut memungkinkan para peneliti melampaui keterbatasan peta sebelumnya.
Pada masa awal alam semesta, kondisi kosmik jauh dari teratur. Materi biasa dan materi gelap tersebar tipis dan acak. Namun para kosmolog meyakini bahwa materi gelap mulai menggumpal lebih dulu, membentuk konsentrasi awal yang kemudian menarik gas dan debu kosmik melalui gaya gravitasi.
Proses ini sangat menentukan. Daerah dengan kepadatan materi gelap yang lebih tinggi menjadi tempat lahirnya galaksi dan bintang lebih awal dan lebih efisien. Tanpa panduan gravitasi dari materi gelap, struktur besar seperti galaksi mungkin tidak akan pernah terbentuk dengan cara yang memungkinkan munculnya unsur-unsur kimia penting bagi kehidupan.
Dr. Gavin Leroy dari Institute for Computational Cosmology, Durham University, menjelaskan bahwa peta baru ini bukan sekadar visualisasi yang lebih indah.
Menurut dia, peta tersebut menunjukkan dengan presisi belum pernah ada sebelumnya bagaimana komponen tak terlihat alam semesta justru menjadi arsitek utama yang mengatur materi yang bisa diamati hingga akhirnya memungkinkan munculnya galaksi, bintang, dan kehidupan.
Untuk memetakan sesuatu yang tidak memancarkan cahaya, para ilmuwan mengandalkan fenomena yang disebut pelensaan gravitasi. Massa, termasuk materi gelap, mampu melengkungkan ruang dan waktu. Ketika cahaya dari galaksi jauh melintas di wilayah yang dipenuhi materi gelap, jalurnya sedikit terdistorsi, menghasilkan bentuk galaksi yang tampak meregang atau bergeser.
Dengan mengukur distorsi halus ini pada ratusan ribu galaksi, para peneliti dapat menelusuri kembali lokasi dan kepadatan massa yang menyebabkannya. Semakin kuat distorsi cahaya, semakin besar kemungkinan terdapat konsentrasi materi gelap di wilayah tersebut. Metode inilah yang menjadi kunci utama dalam penyusunan peta baru ini.
James Webb memusatkan pengamatan pada satu area langit di rasi Sextans, dengan cakupan sekitar 2,5 kali luas tampak Bulan purnama. Selama sekitar 255 jam observasi, Webb berhasil mengidentifikasi hampir 800.000 galaksi, banyak di antaranya belum pernah terdeteksi sebelumnya oleh teleskop lain.
Jumlah galaksi yang sangat besar ini membuat peta materi gelap menjadi jauh lebih tajam. Wilayah Sextans mengandung sekitar sepuluh kali lebih banyak galaksi dibandingkan peta berbasis teleskop darat, dan sekitar dua kali lipat dibandingkan peta dari Teleskop Hubble. Hasilnya, struktur materi gelap yang sebelumnya samar kini terlihat jauh lebih jelas.
Dr. Diana Scognamiglio dari JPL NASA menyebut peta ini sebagai peta materi gelap terbesar yang pernah dibuat menggunakan Webb, sekaligus yang paling tajam. Dia menilai, jika sebelumnya ilmuwan seperti melihat foto buram, kini mereka dapat melihat rangka tak terlihat alam semesta dengan detail yang menakjubkan.
Salah satu temuan menarik adalah betapa dekatnya materi gelap dengan kehidupan sehari-hari manusia. Materi gelap tidak hanya berada di ruang antargalaksi, tetapi juga menyelimuti Bima Sakti dalam bentuk halo besar. Awan materi gelap inilah yang memberikan gravitasi tambahan untuk menjaga galaksi tetap stabil.
Profesor Richard Massey, salah satu penulis studi, menjelaskan bahwa miliaran partikel materi gelap melintas melalui tubuh manusia setiap detik tanpa disadari dan tanpa efek langsung. Meski demikian, secara kolektif, massa materi gelap di sekitar Bima Sakti cukup besar untuk mencegah galaksi ini berputar terlalu cepat dan hancur.
Kecepatan bintang-bintang di galaksi menjadi salah satu bukti kuat keberadaan materi gelap. Berdasarkan materi yang terlihat saja, banyak galaksi seharusnya tidak stabil. Fakta bahwa galaksi tetap utuh menunjukkan adanya massa tambahan yang tidak dapat dilihat, dan materi gelap menjadi penjelasan paling masuk akal.
Dalam penyempurnaan peta ini, tim juga memanfaatkan instrumen Mid-Infrared Instrument (MIRI) milik James Webb untuk menentukan jarak galaksi dengan lebih akurat. Instrumen ini mampu menembus debu kosmik dan memberikan pengukuran jarak yang lebih presisi, sehingga meningkatkan akurasi peta materi gelap secara keseluruhan.
Peta ini belum menjadi kata akhir dalam penelitian materi gelap. Para ilmuwan berencana memperluas pemetaan ke wilayah alam semesta yang lebih luas menggunakan Teleskop Euclid milik Badan Antariksa Eropa dan Teleskop Nancy Grace Roman milik NASA yang akan datang.
Area rasi Sextans yang dipetakan Webb akan menjadi titik acuan penting bagi studi selanjutnya. Dengan peta setajam ini, ilmuwan kini memiliki alat baru untuk menguji teori tentang sifat dasar materi gelap dan perannya dalam evolusi kosmik. Studi lengkapnya telah dipublikasikan dalam jurnal Nature Astronomy.
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
peta materi gelap teleskop James Webb struktur alam semesta
