Semua orang tahu bahwa galaksi adalah kumpulan bintang yang sangat besar. Satu galaksi dapat memuat ratusan miliar galaksi. Tetapi ada jenis galaksi yang tidak memiliki bintang. Itu benar: nol bintang.
Galaksi-galaksi ini disebut Galaksi Gelap, atau Galaksi Barang Gelap. Dan daripada terdiri dari bintang-bintang, mereka lebih banyak terdiri dari Dark Matter. Teori memprediksi bahwa seharusnya ada banyak Galaksi Kerdil Kerdil ini dalam lingkaran cahaya di sekitar galaksi 'biasa', tetapi menemukan mereka sulit.
Sekarang, dalam sebuah makalah baru yang akan diterbitkan di Astrophysical Journal, Yashar Hezaveh di Stanford University di California, dan tim rekan-rekannya, mengumumkan penemuan satu objek tersebut. Tim ini menggunakan kemampuan yang ditingkatkan dari Array Besar Milimeter Atacamas untuk memeriksa cincin Einstein, dinamakan demikian karena Teori Relativitas Umum Einstein meramalkan fenomena tersebut jauh sebelum diamati.
Cincin Einstein adalah ketika gravitasi besar-besaran dari objek dekat mendistorsi cahaya dari objek yang jauh lebih jauh. Mereka beroperasi seperti lensa di teleskop, atau bahkan sepasang kacamata. Massa kaca di lensa mengarahkan cahaya yang masuk sedemikian rupa sehingga objek yang jauh diperbesar.
Cincin Einstein dan pelensaan gravitasi memungkinkan para astronom untuk mempelajari objek yang sangat jauh, dengan melihatnya melalui lensa gravitasi. Tetapi mereka juga memungkinkan para astronom untuk belajar lebih banyak tentang galaksi yang bertindak sebagai lensa, yang terjadi dalam kasus ini.
Jika lensa kaca memiliki bintik-bintik air kecil di atasnya, bintik-bintik itu akan menambah sedikit distorsi pada gambar. Itulah yang terjadi dalam kasus ini, kecuali daripada tetesan air mikroskopis pada lensa, distorsi disebabkan oleh Galaksi Kerdil kecil yang terdiri dari Dark Matter. “Kita bisa menemukan benda-benda tak kasat mata ini dengan cara yang sama seperti kamu bisa melihat tetesan hujan di jendela. Anda tahu mereka ada di sana karena mereka merusak gambar objek latar belakang, ”jelas Hezaveh. Perbedaannya adalah bahwa air mendistorsi cahaya oleh refraksi, sedangkan materi mendistorsi cahaya oleh gravitasi.
Ketika fasilitas ALMA meningkatkan resolusinya, para astronom mempelajari berbagai objek astronomi untuk menguji kemampuannya. Salah satu benda ini adalah SDP81, lensa gravitasi pada gambar di atas. Ketika mereka memeriksa galaksi yang lebih jauh yang dilensasi oleh SDP81, mereka menemukan distorsi yang lebih kecil di cincin galaksi yang jauh. Hezaveh dan timnya menyimpulkan bahwa distorsi ini menandakan keberadaan Galaxy Dwarf Dark.
Tetapi mengapa ini semua penting? Karena ada masalah di Semesta, atau setidaknya dalam pemahaman kita tentang itu; masalah hilangnya massa.
Pemahaman kita tentang pembentukan struktur Semesta cukup solid, setidaknya dalam skala yang lebih besar. Prediksi berdasarkan model ini sesuai dengan pengamatan Cosmic Microwave Background (CMB) dan pengelompokan galaksi. Tetapi pemahaman kita agak rusak ketika sampai pada struktur skala Semesta yang lebih kecil.
Salah satu contoh dari kurangnya pemahaman kami di bidang ini adalah apa yang dikenal sebagai Masalah Satelit Hilang. Teori memprediksi bahwa harus ada populasi besar dari apa yang disebut objek sub-halo dalam lingkaran gelap materi di sekitar galaksi. Objek-objek ini dapat berkisar dari hal-hal sebesar Awan Magellan hingga objek yang jauh lebih kecil. Dalam pengamatan Grup Lokal, ada defisit yang jelas dari objek-objek ini, hingga sejumlah faktor 10, jika dibandingkan dengan prediksi teoritis.
Karena kita belum menemukannya, salah satu dari dua hal perlu terjadi: kita menjadi lebih baik dalam menemukannya, atau kita memodifikasi teori kita. Tetapi tampaknya agak terlalu dini untuk memodifikasi teori kita tentang struktur Semesta karena kita belum menemukan sesuatu yang, pada dasarnya, sulit ditemukan. Karena itulah pengumuman ini sangat penting.
Pengamatan dan identifikasi salah satu Galaksi Kerdil Gelap ini harus membuka pintu lebih banyak. Sekali lagi ditemukan, kita dapat mulai membangun model populasi dan distribusinya. Jadi jika di masa depan lebih banyak Galaksi Kerdil Gelap ini ditemukan, ini akan secara bertahap mengkonfirmasi pemahaman kita yang terlalu luas tentang pembentukan dan struktur Alam Semesta. Dan itu berarti kita berada di jalur yang benar ketika harus memahami peran Dark Matter di Semesta. Jika kita tidak dapat menemukannya, dan yang terikat dengan halo SDP81 ternyata menjadi anomali, maka itu kembali ke papan gambar, secara teoritis.
Butuh banyak tenaga kuda untuk mendeteksi Dwarf Dark Galaxy terikat ke SDP81. Cincin Einstein seperti SDP81 harus memiliki massa yang sangat besar untuk mengerahkan efek pelensaan gravitasi, sedangkan Galaksi Kerdil Gelap kecil dibandingkan. Ini adalah masalah klasik 'jarum di tumpukan jerami', dan Hezaveh dan timnya membutuhkan kekuatan komputasi yang besar untuk menganalisis data dari ALMA.
ALMA, dan metodologi yang dikembangkan oleh Hezaveh dan tim semoga akan memberi lebih banyak cahaya pada Galaksi Kerdil Gelap di masa depan. Tim berpikir bahwa ALMA memiliki potensi besar untuk menemukan lebih banyak objek halo ini, yang pada gilirannya akan meningkatkan pemahaman kita tentang struktur Semesta. Seperti yang mereka katakan dalam kesimpulan makalah mereka, "... Pengamatan ALMA memiliki potensi untuk secara signifikan memajukan pemahaman kita tentang kelimpahan substruktur materi gelap."
