7 hours ago
6
Teleskop James Webb merilis citra terbaru Bullet Cluster, mengungkap interaksi unik materi gelap dan gas panas dari tabrakan galaksi.(James Webb Telescope)
TELESKOP Luar Angkasa James Webb (JWST) milik NASA kembali mencatat terobosan dengan merilis citra terbaru dari Bullet Cluster—tabrakan raksasa antara dua gugus galaksi—yang sekaligus memberi petunjuk lebih tajam soal misteri materi gelap.
Dalam kolaborasi bersama Observatorium Sinar-X Chandra, citra ini tak hanya menampilkan lokasi materi gelap, tetapi juga membantu mempersempit kemungkinan tentang apa sebenarnya penyusun materi misterius tersebut.
Dalam gambar terbaru ini, gas panas dari tabrakan gugus galaksi ditampilkan dalam warna merah muda (palsu) hasil pengamatan Chandra, sementara materi gelap ditunjukkan dalam warna biru, berdasarkan pengukuran JWST. Menariknya, kedua wilayah tersebut tampak terpisah, memberi gambaran penting tentang interaksi unik antar-komponen kosmik tersebut.
Petunjuk Baru dari Tabrakan Kosmik
Bullet Cluster, yang berjarak sekitar 3,9 miliar tahun cahaya dari Bumi, telah lama menjadi bahan studi utama untuk memahami materi gelap. Lewat fenomena pelensaan gravitasi, para astronom sudah sejak 2006 mengetahui materi gelap di gugus ini menyebabkan pembelokan cahaya dari galaksi yang lebih jauh.
Tabrakan antar-gugus galaksi seperti ini merupakan laboratorium alam terbaik untuk menguji teori materi gelap. Ketika dua gugus besar bertabrakan, galaksi-galaksinya dapat saling menembus tanpa banyak gangguan—karena jarak antarbintang yang sangat besar. Namun, gas panas di antara mereka bertabrakan dan tertahan di tengah, berbeda dengan materi gelap yang bisa melaju bebas karena sangat minim interaksi.
Hasilnya: galaksi dan materi gelap tampak berada di dua sisi berbeda dari area tabrakan, sementara gas panas terkonsentrasi di pusat.
"Pengukuran JWST kami mendukung hal ini. Distribusi galaksi sangat mirip dengan distribusi materi gelap," kata Prof. James Jee dari Yonsei University dan UC Davis, pemimpin tim peneliti.
Bintang Terlantar Bantu Lacak Materi Gelap
Keunggulan JWST dalam resolusi dan sensitivitas membuat para ilmuwan kini bisa mendeteksi cahaya dari miliaran bintang yang telah terlempar keluar dari galaksinya akibat tabrakan. Cahaya dari bintang-bintang liar antargalaksi ini digunakan untuk memetakan sebaran materi gelap dengan lebih akurat.
Namun hasil pemetaan terbaru justru menimbulkan pertanyaan baru. Di sisi kiri gambar, tim menemukan materi gelap yang memanjang dan membentuk pola mirip kepala palu. Bentuk ini sulit dijelaskan jika hanya berdasarkan satu kali tabrakan.
Tim menduga, sebelum menjadi bagian dari Bullet Cluster, sub-gugus galaksi ini sudah pernah mengalami tabrakan besar lainnya miliaran tahun lalu. Tabrakan terdahulu inilah yang mungkin membentuk struktur memanjang tersebut.
Teka-teki Kecepatan Tabrakan Masih Jadi Misteri
Meski citra baru JWST memberi pemahaman yang lebih tajam, satu masalah besar masih belum terpecahkan: kecepatan tabrakan antar sub-gugus terlalu tinggi jika dibandingkan dengan prediksi dari simulasi kosmologi standar.
"Ketegangannya masih ada, dan ini tetap menjadi topik riset aktif," ujar Jee.
Fakta ini penting karena materi gelap menyusun sekitar 85% dari total materi di alam semesta, dan lebih dari seperempat total massa-energi. Memahami sifat interaksinya—termasuk seberapa sering partikel materi gelap saling bertabrakan—adalah kunci untuk mengungkap misteri ini.
Gabungkan Data Kosmik dan Eksperimen Fisik
Meski belum bisa memastikan secara pasti nilai dari penampang tumbukan (collisional cross-section) materi gelap, pengamatan JWST telah mempersempit kisaran kemungkinannya.
Kini, astronom tengah giat mengamati tabrakan gugus galaksi lain dari berbagai sudut dan jarak, untuk memperkecil celah ketidakpastian. Bersamaan dengan itu, data dari eksperimen bawah tanah seperti LUX-ZEPLIN di South Dakota juga diharapkan bisa mengungkap partikel materi gelap secara langsung. (Space/Z-2)
