Gugus Galaksi Ungkap Pemahaman Baru Tentang Materi Gelap

Gugus galaksi Abell 1689. Kredit: NASA, ESA, Hubble

Info Astronomy - Materi gelap merupakan fenomena kosmik misterius yang menyusun 27 persen dari seluruh materi dan energi di alam semesta. Meskipun materi gelap ada di sekitar kita, kita tidak bisa melihat atau merasakannya. Tetapi para ilmuwan dapat menyimpulkan keberadaan materi gelap dengan melihat bagaimana ia berperilaku di luar angkasa.

Sebuah gugus galaksi, yang terdiri dari ribuan galaksi, sangat penting untuk menjelajahi dan memelajari materi gelap karena diprediksi materi gelap ini berada di daerah semacam gugus galaksi di mana daerah ini jauh lebih padat material kosmik daripada daerah lain di alam semesta. Para ilmuwan percaya bahwa semakin masif gugus galaksi, semakin banyak materi gelap yang terdeteksi. Tetapi penelitian terbaru menunjukkan sesuatu yang lebih rumit dari itu.

"Gugus galaksi seperti kota-kota besar alam semesta kita. Anda dapat melihat 'lampu-lampu kota' di malam hari. Pada sebuah gugus galaksi, distribusi materi gelap sangat banyak dan kita tetap tidak bisa melihatnya," kata Hironao Miyatake di Laboratorium Propulsi Jet NASA di Pasadena, California.

Sebuah studi baru di Physical Review Letters, yang dipimpin oleh Miyatake, menunjukkan bahwa struktur internal dari gugus galaksi ini terkait dengan materi gelap yang mengelilinginya. Ini adalah pertama kalinya para astronom mengetahui massa gugus galaksi telah terbukti berhubungan dengan materi gelap di sekitarnya.

Para peneliti memelajari sekitar 9.000 gugus galaksi dari katalog galaksi Sloan Digital Sky Survey DR8, dan membaginya menjadi dua kelompok dengan struktur internal mereka: gugus galaksi individu dan gugus galaksi yang berdekatan. Para ilmuwan menggunakan teknik yang disebut lensa gravitasi--melihat gugus galaksi dari cekungan gravitasi benda lain--untuk mengkonfirmasi bahwa kedua kelompok tadi memiliki massa yang sama.

Tetapi ketika para peneliti membandingkan dua kelompok, mereka menemukan perbedaan penting dalam distribusi gugus galaksi. Biasanya, gugus galaksi terpisah dengan gugus galaksi lainnya dalam jarak 100 juta tahun cahaya. Namun, para astronom menemukan banyak gugus galaksi yang lebih dekat dari jarak 100 juta tahun cahaya karena disebabkan oleh materi gelap.

Hasil studi ini sejalan dengan prediksi dari teori terkemuka tentang asal-usul alam semesta kita. Setelah sebuah fenomena yang disebut inflasi kosmik, jangka waktu kurang dari satu seper detik setelah Big Bang, ada perubahan kecil dalam energi alam semesta disebut fluktuasi kuantum. Perubahan ini kemudian memicu distribusi yan tidak merata dari seluruh materi. Para ilmuwan mengatakan gugus galaksi yang kita lihat sekarang ini dihasilkan dari fluktuasi kepadatan materi di alam semesta awal.

"Hubungan antara struktur internal gugus galaksi dan distribusi materi gelap di sekitarnya merupakan konsekuensi dari sifat fluktuasi kepadatan awal alam semesta," kata Miyatake. "Gugus galaksi adalah jendela ilmu yang luar biasa untuk memelajari misteri alam semesta. Dengan memelajari mereka, kita bisa belajar lebih banyak tentang evolusi struktur skala besar alam semesta, sejarah awal, serta materi gelap dan energi gelap," kata Miyatake.