Sebuah studi baru dari Teleskop Luar Angkasa Spitzer NASA menunjukkan bahwa galaksi terbentuk dalam gumpalan materi gelap. Survei Spitzer baru ini menemukan bahwa jumlah materi gelap di sekitar galaksi jauh secara mengejutkan konsisten.
Mulai dengan banyak dan banyak materi gelap, lalu aduk gas. Biarkan campuran duduk sebentar, dan sebuah galaksi akan muncul keluar dari adonan.
Resep sederhana untuk membuat galaksi ini tidak dapat dilakukan di rumah, tetapi itu mencerminkan apa yang dipelajari para astronom tentang pembentukan galaksi. Seperti memanggang roti dengan ragi, zat misterius di alam semesta yang disebut materi gelap diperlukan agar galaksi tumbuh.
Sekarang, sebuah penelitian baru dari Teleskop Luar Angkasa Spitzer NASA sedang menyempurnakan apa yang diketahui tentang bahan penting galaksi ini. Ini menunjukkan bahwa tidak hanya materi gelap yang diperlukan, tetapi jumlah minimum material harus ada sebelum galaksi dapat terbentuk. Yang kurang berarti tidak ada galaksi - padanan kosmik roti yang gagal.
"Galaksi dilahirkan dalam gumpalan besar materi gelap," kata Dr. Duncan Farrah dari Cornell University, Ithaca, N.Y. "Kami menemukan bahwa gumpalan ini tampaknya sangat konsisten dalam ukuran dari galaksi ke galaksi." Farrah adalah penulis utama makalah yang menjelaskan hal ini dan temuan lainnya dalam edisi terbaru dari Astrophysical Journal Letters.
Seperti namanya, materi gelap tidak memancarkan cahaya, sehingga tidak ada teleskop konvensional yang bisa melihatnya. Apa yang disebut materi normal, yang meliputi tanaman dan manusia dan segala macam benda luar angkasa, mengeluarkan radiasi elektromagnetik, atau cahaya. Ada sekitar lima kali lebih banyak materi gelap di alam semesta daripada materi normal.
Namun materi gelap memang memiliki massa, yang berarti ia dapat mengeruk gravitasi pada materi normal.
"Materi gelap memiliki gravitasi, sehingga ia menarik lebih banyak dan lebih banyak materi gelap di samping gas 'normal'," kata rekan penulis Dr. Jason Surace dari Pusat Sains Spitzer NASA di Institut Teknologi California di Pasadena. "Kita tahu bahwa gas akhirnya mengembun menjadi bintang-bintang yang membentuk galaksi, tetapi penelitian Spitzer menunjukkan bahwa ini tidak terjadi sampai materi gelap telah mencapai massa kritis."
Farrah dan rekan-rekannya menggunakan data dari Spitzer Wide-area Infrared Extragalactic survey untuk mempelajari ratusan objek yang jauh, yang disebut galaksi inframerah ultraluminous, yang terletak miliaran tahun cahaya jauhnya. Galaksi-galaksi muda ini sangat terang dan penuh dengan banyak aktivitas pembentukan bintang berdebu.
Awalnya, para peneliti berusaha untuk lebih memahami bagaimana galaksi-galaksi muda dan materi gelap berevolusi dan bergabung bersama menjadi kelompok-kelompok raksasa galaksi dewasa yang mendominasi alam semesta kita saat ini. "Anda mungkin berpikir bahwa galaksi hanya didistribusikan secara acak di langit, seperti melemparkan segenggam pasir ke lantai," kata Farrah. "Tapi ternyata tidak, dan alasannya mungkin karena materi gelap yang bergerombol di sekitar galaksi muda saling menarik seperti lem."
Dengan menentukan seberapa erat galaksi inframerah ultraluminous telah mulai berkumpul bersama, Farrah dan rekan-rekannya mampu secara tidak langsung mengukur berapa banyak "bahan" materi gelap yang ada. Semakin ketat pengelompokan, semakin gelap materi yang ada. Mereka melakukan perhitungan ini untuk dua kumpulan galaksi pada berbagai jarak dari Bumi.
Saat itulah mereka melihat sesuatu yang aneh. Untuk setiap galaksi yang mereka pelajari, tidak peduli seberapa jauh, tampaknya ada gumpalan materi gelap di sekitarnya dengan ukuran yang sama, setara dengan 10 triliun massa matahari. Karena para astronom tidak menemukan galaksi yang digabungkan dengan kurang dari 10 triliun massa matahari dari materi gelap, mereka percaya jumlah ini harus menjadi minimum yang diperlukan untuk membentuk galaksi inframerah ultraluminous.
"Gumpalan materi gelap ini mungkin seperti biji yang melahirkan galaksi yang jauh ini," kata Surace. "Galaksi serupa di alam semesta terdekat kita terbentuk dengan cara yang sama sekali berbeda, jadi apa yang kita pelajari berlaku untuk zaman berbeda di alam semesta kita, jauh di masa kosmik."
Apakah jenis galaksi lain mungkin juga muncul dengan cara yang sama adalah pertanyaan yang sedang berlangsung dalam astronomi. Penelitian sebelumnya pada galaksi yang sangat energik yang disebut quasar telah mengisyaratkan bahwa objek-objek itu juga membutuhkan massa minimum materi gelap untuk tumbuh. Hanya dalam kasus itu, galaksi yang memulai "adonan" tidak cukup padat, sekitar empat hingga lima triliun massa matahari.
Tampaknya para astronom harus menunggu sedikit lebih lama sebelum alam semesta melepaskan resep-resep keluarga terbaiknya.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
