Ilmuwan Temukan Jejak Keberadaan Materi Gelap di Pusat Galaksi

Liputan6.com, Jakarta - Keberadaan materi gelap merupakan salah satu misteri kosmologi modern yang belum bisa dipecahkan hingga saat ini. namun, para ilmuwan percaya materi gelap membentuk sekitar 85 persen dari massa alam semesta.

Meski hingga kini, keberadaan materi gelap masih belum dapat diamati secara langsung. Materi gelap sendiri disebut "gelap" karena tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya dengan cara yang dapat dideteksi secara langsung.

Para ilmuwan hanya dapat menyimpulkan keberadaannya dari efek gravitasi yang ditimbulkannya terhadap benda-benda langit seperti galaksi dan gugus galaksi. Penelitian terbaru mengungkap bahwa fenomena misterius di pusat galaksi kita mungkin terkait dengan jenis baru dari materi gelap.

Melansir laman Phys pada Senin (17/03/2025), tim ilmuwan dari King's College London menemukan bahwa di pusat galaksi terdapat awan hidrogen bermuatan positif. Fenomena ini tergolong tidak biasa karena secara alami gas hidrogen seharusnya bersifat netral.

Energi yang terpancar dari wilayah ini menunjukkan adanya sumber energi yang terus-menerus bekerja. Temuan para ilmuwan menunjukkan bahwa penyebabnya bisa jadi adalah materi gelap dengan massa jauh lebih kecil daripada yang selama ini diperkirakan.

Penemuan ini memberikan gambaran baru mengenai sifat dan karakteristik materi gelap yang sebelumnya didominasi oleh hipotesis mengenai Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). WIMPs adalah partikel teoretis yang diyakini hampir tidak berinteraksi dengan materi biasa, sehingga sangat sulit dideteksi.

Namun, penelitian yang diterbitkan di Physical Review Letters ini menunjukkan kemungkinan adanya materi gelap dengan massa lebih kecil dibandingkan WIMPs. Para peneliti menduga bahwa partikel materi gelap yang lebih ringan ini saling bertabrakan dan menghasilkan partikel bermuatan dalam proses yang disebut aniquilasi.

Partikel-partikel baru ini kemudian mengionisasi gas hidrogen, menyebabkan fenomena yang teramati di pusat galaksi. Penelitian ini memunculkan gagasan baru tentang bagaimana materi gelap berperilaku dan berinteraksi dengan materi biasa.

Sebelumnya, para ilmuwan mengira bahwa ionisasi gas hidrogen di pusat galaksi disebabkan oleh sinar kosmik, yaitu partikel berenergi tinggi yang bergerak di seluruh alam semesta. Namun, berdasarkan data dari zona pusat galaksi yang disebut Central Molecular Zone (CMZ), energi yang teramati tampaknya tidak cukup besar untuk berasal dari sinar kosmik.

Selain itu, model WIMPs juga tidak bisa menjelaskan fenomena ini. Penemuan ini memberikan wawasan baru dalam pemahaman kosmologi dan fisika partikel.

Jika partikel materi gelap bermassa rendah ini benar-benar terbukti ada, maka hal tersebut dapat mengubah paradigma tentang bagaimana alam semesta bekerja pada level fundamental. Selain membantu menjelaskan materi gelap, penelitian ini juga berpotensi memberikan jawaban atas misteri lain dalam astronomi.

Salah satu misteri tersebut adalah keberadaan sinyal sinar-X dengan energi 511-keV yang telah diamati di pusat galaksi kita. Para ilmuwan menduga bahwa sinyal ini juga bisa dihasilkan oleh materi gelap bermassa rendah yang saling bertabrakan dan menghasilkan partikel bermuatan.

Sinyal 511-keV ini telah lama menjadi misteri karena sulit dijelaskan oleh proses astrofisika konvensional. Jika hipotesis ini terbukti benar, maka penemuan ini akan menjadi langkah besar dalam memahami tidak hanya materi gelap, tetapi juga bagaimana galaksi kita berevolusi dan berfungsi secara internal.

Penemuan ini bisa membuka jalan bagi teknologi baru yang memanfaatkan pemahaman tentang partikel eksotis ini, serta memberikan wawasan tentang struktur dan dinamika alam semesta yang lebih luas.

(Tifani)