Kesan seorang artis tentang dua galaksi yang bertabrakan. Kredit gambar: ESO Klik untuk memperbesar
Materi gelap adalah zat misterius yang tampaknya bertanggung jawab atas 25% dari massa Semesta. Para astronom Eropa telah mengukur jumlah materi gelap di beberapa galaksi, dan menemukan bahwa sebagian besar dari mereka tidak seimbang; gerakan internal mereka sangat terganggu. Ini berarti bahwa banyak galaksi - sebanyak 40% - baru-baru ini melalui merger atau hampir tabrakan.
Mempelajari beberapa puluh galaksi jauh, tim astronom internasional menemukan bahwa galaksi memiliki jumlah materi gelap yang relatif sama dengan bintang 6 miliar tahun yang lalu seperti sekarang. Jika dikonfirmasi, ini menunjukkan interaksi yang lebih dekat antara materi gelap dan normal dari yang diyakini sebelumnya. Para ilmuwan juga menemukan bahwa sebanyak 4 dari 10 galaksi tidak seimbang. Hasil ini memberi cahaya baru tentang bagaimana galaksi terbentuk dan berevolusi sejak Semesta baru setengah umurnya.
"Ini mungkin menyiratkan bahwa tabrakan dan penggabungan adalah penting dalam pembentukan dan evolusi galaksi," kata Francois Hammer, Paris Observatory, Prancis, dan salah satu pemimpin tim.
Para ilmuwan tertarik untuk mencari tahu bagaimana galaksi yang jauh - sehingga terlihat seperti ketika Semesta masih muda - berevolusi menjadi galaksi di dekatnya. Secara khusus, mereka ingin mempelajari pentingnya materi gelap dalam galaksi.
"Materi gelap, yang menyusun sekitar 25% dari Semesta, adalah kata sederhana untuk menggambarkan sesuatu yang benar-benar tidak kita pahami," kata Hector Flores, co-leader. "Dari melihat bagaimana galaksi berputar, kita tahu bahwa materi gelap harus ada, karena jika tidak, struktur raksasa ini akan larut begitu saja."
Di galaksi terdekat, dan dalam Bimasakti kita sendiri dalam hal ini, para astronom telah menemukan bahwa ada hubungan antara jumlah materi gelap dan bintang biasa: untuk setiap kilogram materi dalam bintang, ada sekitar 30 kilogram materi gelap. Tetapi apakah hubungan antara materi gelap dan biasa ini masih berlaku di masa lalu Semesta?
Ini diperlukan untuk mengukur kecepatan di berbagai bagian galaksi yang jauh, percobaan yang agak rumit: pengukuran sebelumnya memang tidak dapat menyelidiki galaksi ini dengan detail yang cukup, karena mereka harus memilih celah tunggal, yaitu satu arah, melintasi galaksi.
Banyak hal berubah dengan ketersediaan spektograf GIRAFFE multi-objek, sekarang dipasang pada Telesy Unit Kueyen 8.2-m dari Teleskop Sangat Besar ESO (VLT) di Observatorium Paranal (Chili).
Dalam satu mode, yang dikenal sebagai "spektroskopi 3-D" atau "bidang terintegrasi", instrumen ini dapat memperoleh spektrum simultan dari area yang lebih kecil dari objek yang diperluas seperti galaksi atau nebula. Untuk ini, 15 bundel serat yang dapat digunakan, yang disebut Integral Field Units (IFUs), lih. ESO PR 01/02, digunakan untuk membuat pengukuran galaksi jauh yang teliti. Setiap IFU adalah array lensa dua dimensi yang mikroskopis dan canggih dengan bukaan 3 x 2 arcsec2 di langit. Itu seperti mata serangga, dengan dua puluh lensa mikro digabungkan dengan serat optik yang mengarahkan cahaya yang direkam pada setiap titik di lapangan ke celah masuk spektograf.
"GIRAFFE pada ESO's VLT adalah satu-satunya instrumen di dunia yang mampu menganalisis secara bersamaan cahaya yang berasal dari 15 galaksi yang mencakup bidang pandang hampir sebesar bulan purnama," kata Mathieu Puech, penulis utama salah satu makalah yang mempresentasikan hasil. "Setiap galaksi yang diamati dalam mode ini dibagi menjadi area yang lebih kecil terus menerus di mana spektrum diperoleh pada saat yang sama."
Para astronom menggunakan GIRAFFE untuk mengukur bidang kecepatan beberapa puluh galaksi jauh, yang mengarah pada penemuan mengejutkan bahwa sebanyak 40% galaksi jauh "tidak seimbang" - gerakan internal mereka sangat terganggu - tanda yang mungkin bahwa mereka adalah masih menunjukkan akibat tabrakan antara galaksi.
Ketika mereka membatasi diri hanya pada galaksi-galaksi yang tampaknya telah mencapai keseimbangan mereka, para ilmuwan menemukan bahwa hubungan antara materi gelap dan konten bintang tampaknya tidak berevolusi selama 6 miliar tahun terakhir.
Berkat resolusi spektralnya yang luar biasa, GIRAFFE juga memungkinkan untuk pertama kalinya mempelajari distribusi gas sebagai fungsi kerapatannya dalam galaksi yang sangat jauh. Hasil yang paling spektakuler mengungkapkan kemungkinan keluarnya gas dan energi yang didorong oleh pembentukan bintang yang kuat di dalam galaksi dan wilayah raksasa gas yang sangat panas (wilayah HII) di galaksi dalam keseimbangan yang menghasilkan banyak bintang.
"Teknik seperti itu dapat diperluas untuk memperoleh peta banyak karakteristik fisik dan kimia galaksi jauh, memungkinkan kita untuk mempelajari secara rinci bagaimana mereka mengumpulkan massa mereka selama hidup mereka," kata Fran? Ois Hammer. "Dalam banyak hal, GIRAFFE dan mode medan multi-integralnya memberi kita cita rasa pertama tentang apa yang akan dicapai dengan teleskop yang sangat besar di masa depan."
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
