Detektif materi gelap hampir tidak tahu apa-apa tentang materi gelap, tetapi sekarang mereka tahu ini: Berperilaku berbeda di pinggiran galaksi lama daripada yang baru.
Materi gelap adalah hal yang tidak bisa kita lihat di alam semesta. Itu membentuk sebagian besar massa di alam semesta tetapi tidak memancarkan cahaya. Namun, ia menarik segala sesuatu dengan gravitasi. Segala sesuatu di alam semesta bertindak seperti ditarik oleh awan tebal dan tebal dari sesuatu yang tidak dapat kita lihat. Para astronom tidak yakin apa itu sesuatu.
Namun, sebuah makalah baru, yang diterbitkan 3 Januari dalam jurnal Monthly Noticeices dari Royal Astronomical Society, membantu mempersempitnya.
Sebagian besar materi gelap yang para ilmuwan sadari ada di "lingkaran cahaya", atau awan di dalam galaksi. Tapi ada masalah: Inti-inti itu tidak berlaku seperti seharusnya, menurut simulasi komputer.
Ketika peneliti memodelkan perilaku lingkaran cahaya materi gelap, struktur ini biasanya membentuk bentuk-bentuk tertentu: bola padat materi gelap di pusat galaksi, dikelilingi oleh gumpalan benda yang berawan. Para astronom menyebutnya distribusi "gelap" materi gelap. Namun dalam kenyataannya, banyak galaksi berperilaku seolah-olah materi gelap mereka mengorbit di luar galaksi, mengelilingi "inti" yang kurang lebih kosong dari materi yang tak terlihat. Para astronom menyebut perbedaan ini sebagai masalah "cusp-core".
Penjelasan populer untuk masalah cusp-core, yang disebut model "Self Interacting Dark Matter" (SIDM), menunjukkan bahwa materi gelap tidak hanya ada di luar fisika yang dapat kita deteksi dan pahami secara langsung, tetapi juga bertindak berdasarkan sendiri menggunakan kekuatan yang tidak diketahui. Jika interaksi materi gelap dengan dirinya sendiri berbeda dari interaksinya dengan materi biasa, itu bisa menjelaskan bagaimana ia dikelola untuk melakukan perjalanan dari pusat-pusat galaksi keluar menuju tepiannya.
Tetapi penjelasan ini mungkin terlalu rumit, studi baru menunjukkan.
Kekuatan lain dapat mendorong materi gelap keluar dari pusat galaksi: pemanasan materi gelap. Itu merujuk pada energi dan angin yang kuat dari pembentukan bintang yang mendorong materi gelap keluar dari pusat-pusat galaksi (tempat sebagian besar bintang baru terbentuk). Tetapi ada sedikit bukti langsung untuk fenomena ini, dan bahkan jika ada, tidak jelas apakah pemanasan seperti itu akan cukup kuat untuk menjelaskan perbedaan antara model distribusi materi gelap dan apa yang ditunjukkan oleh pengamatan.
Makalah baru ini, bagaimanapun, menunjukkan bahwa pemanasan materi gelap adalah penjelasan yang benar.
Para penulis mempelajari 16 galaksi kerdil yang dibagi secara kasar menjadi dua kategori: galaksi yang berhenti membentuk bintang miliaran tahun yang lalu dan galaksi yang berhenti membentuk bintang lebih baru atau masih membentuk bintang.
Para peneliti menemukan bahwa galaksi yang lebih tua dan kurang aktif cenderung memiliki cusp materi gelap - daerah di pusatnya dengan banyak materi gelap. Galaksi yang lebih aktif cenderung memiliki inti yang kosong.
Temuan baru menunjukkan bahwa pemanasan materi gelap itu nyata dan memainkan peran penting dalam bagaimana materi gelap berperilaku, para peneliti menulis. Galaksi yang sejak lama berhenti membentuk bintang juga memiliki sedikit energi untuk mendorong materi gelap keluar dari pusat galaksi. Dalam kasus-kasus itu, materi gelap berperilaku seperti yang diprediksi oleh model sederhana. Galaksi pembentuk bintang yang lebih aktif memiliki lebih banyak panas, dan itu membuat materi gelap di sana menyimpang dari model.
Jika temuan ini benar, ia mempersempit kemungkinan apa yang bisa menjadi materi gelap, meskipun tidak secara dramatis: Itu hanya harus menjadi sesuatu yang akan meledak dari pusat galaksi dengan banyak bintang baru. Dan hasil ini mungkin berarti tidak perlu mengusulkan segala macam sifat materi gelap yang aneh untuk menjelaskan bagaimana zat itu berperilaku.
Tetap saja, belum ada yang pasti. Para peneliti mengakui dalam makalah mereka bahwa mereka mengandalkan metode untuk mensimulasikan materi gelap yang telah dikritik. Mungkin ada galaksi lain di luar sana dengan properti di suatu tempat antara model puncak dan inti, yang akan mempersulit temuan baru.
Namun untuk saat ini, para detektif materi gelap dapat menempelkan sepotong bukti lain ke papan buletin mereka yang ditutupi benang merah.
