Misteri Materi Gelap: Cahaya Sinar Gamma di Pusat Bima Sakti Beri Petunjuk

Teleskop Luar Angkasa Fermi Gamma-ray.(Dok. NASA)

PARA ilmuwan kini semakin dekat untuk membuktikan keberadaan materi gelap, objek tidak terlihat yang diyakini membentuk lebih dari seperempat isi alam semesta. Petunjuk baru muncul dari penelitian terhadap cahaya difus sinar gamma di sekitar pusat galaksi Bima Sakti.

Segala sesuatu yang dapat kita lihat, mulai dari bintang hingga manusia, tersusun dari materi biasa, yang hanya mencakup sekitar 5% dari total kosmos. Sisanya terdiri dari materi gelap (sekitar 27%) dan energi gelap (sekitar 68%), dua komponen misterius yang belum bisa diamati secara langsung. 

Meskipun tidak memancarkan, memantulkan, atau menyerap cahaya, keberadaan materi gelap diyakini kuat karena efek gravitasinya terhadap struktur besar alam semesta. Salah satu petunjuk penting datang dari kelebihan sinar gamma yang terdeteksi oleh Fermi Gamma-ray Space Telescope di wilayah sekitar jantung galaksi kita. 

Ada dua hipotesis utama untuk menjelaskan fenomena ini: pertama, sinar gamma berasal dari tabrakan partikel materi gelap. Kedua, dari ribuan pulsar milidetik, bintang neutron yang berputar sangat cepat dan memancarkan cahaya di seluruh spektrum elektromagnetik.

Analisis terbaru yang memadukan simulasi canggih menunjukkan bahwa kedua kemungkinan ini sama kuatnya. Hasilnya memperlihatkan bahwa pola sinar gamma yang dihasilkan dari tabrakan partikel materi gelap cocok dengan data observasi dari satelit Fermi.

“Memahami sifat materi gelap yang membentuk galaksi dan alam semesta merupakan tantangan besar dalam fisika,” ujar kosmolog Joseph Silk dari Johns Hopkins University dan Institut Astrofisika Paris, salah satu penulis studi yang diterbitkan di Physical Review Letters. Menurutnya, hasil penelitian ini meningkatkan peluang bahwa materi gelap telah terdeteksi secara tidak langsung.

Untuk memastikan temuan tersebut, para ilmuwan berharap pada Observatorium Array Teleskop Cherenkov di Chili, teleskop sinar gamma berbasis darat paling kuat di dunia yang diperkirakan mulai beroperasi pada 2026. Alat ini diharapkan mampu membedakan sinar gamma yang dihasilkan oleh partikel materi gelap dari yang dipancarkan pulsar.

“Meskipun sudah puluhan tahun dicari, partikel materi gelap belum pernah terdeteksi secara langsung,” kata astrofisikawan Moorits Mihkel Muru dari University of Tartu, penulis utama penelitian.

Kelebihan sinar gamma tersebut terdeteksi di area seluas 7.000 tahun cahaya di sekitar pusat Bima Sakti, yang berjarak sekitar 26.000 tahun cahaya dari Bumi. Sinar gamma sendiri memiliki panjang gelombang paling pendek dan energi tertinggi dalam spektrum elektromagnetik. 

Diduga, ketika partikel materi gelap bertabrakan dan saling memusnahkan, proses itu menghasilkan sinar gamma. Teori kosmologi juga menyebut, galaksi Bima Sakti terbentuk melalui keruntuhan awan besar yang berisi materi gelap dan materi biasa akibat gravitasi. Materi biasa kemudian mendingin dan mengendap ke pusat galaksi, menarik sebagian materi gelap bersamanya.

Namun, Cahaya sinar gamma juga bisa saja berasal dari emisi kolektif ribuan pulsar milidetik yang belum terdeteksi. Satelit Fermi memang sudah mengonfirmasi keberadaan objek-objek semacam itu di wilayah galaksi yang sama, membuat teka-teki tentang asal sinar gamma ini masih terbuka. (channelnewsasia.com/Z-10)