Materi gelap adalah arsitek struktur kosmik skala besar dan mesin di belakang rotasi galaksi yang tepat. Ini adalah bagian tak terpisahkan dari fisika Alam Semesta kita - namun para ilmuwan masih belum tahu apa itu terbuat dari apa. Data terbaru dari Planck menunjukkan bahwa zat misterius itu terdiri 26,2% dari kosmos, membuatnya hampir lima setengah kali lebih lazim daripada materi sehari-hari yang normal. Sekarang, empat peneliti Eropa telah mengisyaratkan bahwa mereka mungkin memiliki penemuan di tangan mereka: sinyal dalam cahaya x-ray yang tidak diketahui penyebabnya, dan mungkin menjadi bukti interaksi yang lama dicari antara partikel - yaitu, penghancuran gelap masalah.
Ketika para astronom ingin mempelajari objek di langit malam, seperti bintang atau galaksi, mereka mulai dengan menganalisis cahayanya di semua panjang gelombang. Ini memungkinkan mereka untuk memvisualisasikan garis gelap sempit dalam spektrum objek, yang disebut garis serapan. Garis absorpsi terjadi karena unsur-unsur komponen bintang atau galaksi menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, mencegah sebagian besar foton dengan energi tersebut mencapai Bumi. Demikian pula, partikel yang berinteraksi juga dapat meninggalkan garis emisi dalam spektrum bintang atau galaksi, garis terang yang tercipta ketika kelebihan foton dipancarkan melalui proses subatomik seperti kegembiraan dan peluruhan. Dengan mengamati dengan cermat garis-garis emisi ini, para ilmuwan biasanya dapat melukiskan gambaran fisika yang kuat yang terjadi di tempat lain di kosmos.
Namun terkadang, para ilmuwan menemukan garis emisi yang lebih membingungkan. Awal tahun ini, para peneliti di Laboratorium Fisika Partikel dan Kosmologi (LPPC) di Swiss dan Leiden University di Belanda mengidentifikasi benjolan energi berlebih dalam sinar-x yang berasal dari galaksi Andromeda dan gugusan bintang Perseus: garis emisi dengan energi sekitar 3.5keV. Tidak ada proses yang diketahui dapat menjelaskan garis ini; Namun, ini konsisten dengan model teoretis neutrino steril - Partikel yang diyakini banyak ilmuwan adalah kandidat utama untuk materi gelap.
Para peneliti percaya bahwa garis emisi aneh ini dapat dihasilkan dari penghancuran, atau pembusukan, partikel-partikel materi gelap ini, sebuah proses yang diperkirakan melepaskan foton sinar-x. Bahkan, sinyal itu tampaknya paling kuat di daerah Andromeda dan Perseus yang paling padat dan semakin menyebar dari pusat, suatu distribusi yang juga merupakan karakteristik materi gelap. Selain itu, sinyal tidak ada dari pengamatan tim terhadap ruang kosong yang dalam, menyiratkan bahwa itu nyata dan bukan hanya artefak instrumental.
Dalam pra-cetak makalah mereka, para peneliti berhati-hati untuk menekankan bahwa sinyal itu sendiri lemah oleh standar ilmiah. Artinya, mereka hanya dapat 99,994% yakin bahwa itu adalah hasil yang benar dan bukan hanya fluktuasi statistik, tingkat kepercayaan yang dikenal sebagai 4σ. (Standar emas untuk penemuan dalam sains adalah 5σ: hasil yang dapat dinyatakan "benar" dengan kepercayaan 99,9999%). Ilmuwan lain tidak begitu yakin bahwa materi gelap adalah penjelasan yang bagus. Menurut prediksi yang dibuat berdasarkan pengukuran hutan Lyman-alpha - yaitu, pola spektral penyerapan hidrogen dan emisi foton dalam awan gas yang sangat jauh, sangat tua - setiap partikel yang mengaku sebagai materi gelap harus memiliki energi di atas 10keV - lebih dari dua kali energi sinyal terbaru ini.
Seperti biasa, studi kosmologi penuh dengan misteri. Apakah garis emisi tertentu ini ternyata merupakan bukti neutrino steril (dan dengan demikian juga materi gelap) atau tidak, itu tampaknya merupakan sinyal dari beberapa proses fisik yang belum dipahami oleh para ilmuwan. Jika pengamatan di masa depan dapat meningkatkan kepastian penemuan ini ke 5σtingkat, ahli astrofisika akan memiliki fenomena lain untuk menjelaskan - prospek yang menarik, terlepas dari hasil akhir.
Penelitian tim telah diterima oleh Physical Review Letters dan akan diterbitkan dalam edisi mendatang.
