Materi gelap, tampaknya, telah melekat pada galaksi untuk waktu yang sangat lama. Sebagian besar galaksi yang ada 10 miliar tahun yang lalu memiliki sekitar materi gelap sebanyak yang galaksi lakukan hari ini, bertentangan dengan penelitian sebelumnya yang menunjukkan materi yang lebih gelap bersembunyi di sekitar galaksi di alam semesta awal.
"Materi gelap juga berlimpah di galaksi pembentuk bintang di masa lalu seperti di masa sekarang,"kata Alfred Tiley, seorang astronom di Durham University di Inggris dan penulis utama dalam studi baru ini. Penelitian ini baru-baru ini diserahkan ke jurnal Monthly Noticeices dari Royal Astronomical Society dan diterbitkan 16 November di jurnal pracetak arXiv." "Benar-benar kejutan, tetapi dalam kenyataannya, kami tidak tahu apakah realitas pengamatan akan sesuai dengan harapan dari teori."
Materi gelap membentuk sekitar 85 persen dari total massa di alam semesta kita yang diketahui, tetapi zat misterius tidak berinteraksi dengan cahaya, membuat para ilmuwan dalam kegelapan tentang sifat tepatnya. Jadi, alih-alih melihatnya, para astronom harus mengandalkan tarikan gravitasi materi gelap pada materi normal, yang disebut materi baryonik, yang membentuk bintang, nebula, dan planet yang kita lihat di langit malam, serta semua pohon, batu, dan manusia. di dunia.
Materi gelap cenderung menggumpal menjadi lingkaran cahaya di sekitar galaksi; para astronom menemukan ini dengan mengukur seberapa cepat galaksi berputar. Menurut hukum gravitasi Newton, bintang-bintang di pinggiran galaksi harus berputar jauh lebih lambat daripada yang ada di pusatnya. Tetapi pada 1960-an, para astronom menemukan bintang-bintang di pinggiran kota yang cepat di pinggiran Bima Sakti yang mengisyaratkan adanya materi tambahan yang bersembunyi di luar orbit galaksi bintang-bintang itu.
Sejak saat itu, penelitian telah mengukur ribuan laju rotasi di seluruh alam semesta, mengkonfirmasikan keberadaan lingkaran gelap materi ini.
Dalam studi baru, para peneliti menggunakan data dari dua survei dari 1.500 galaksi pembentuk bintang untuk menghitung tingkat rotasi galaksi kembali 10 miliar tahun. Sulit mengukur rotasi galaksi jauh di masa lalu kosmik, karena galaksi kuno ini sangat jauh dan pingsan. Jadi, para ilmuwan memperkirakan rata-rata dengan menggumpal galaksi dengan jarak dan kemudian menggabungkan cahaya mereka.
"Perkiraan kami tentang jumlah materi gelap di galaksi adalah rata-rata untuk seluruh populasi di setiap zaman," kata Tiley kepada Live Science. "Jumlah materi gelap dalam galaksi individu mungkin sangat bervariasi."
Menghitung massa dan kepadatan galaksi, para peneliti menemukan jumlah materi gelap yang hampir setara untuk galaksi yang telah ada jauh di masa lalu kosmik kita seperti halnya galaksi di alam semesta lokal kita.
Tetapi tidak semua orang sepenuhnya yakin. Temuan ini bertentangan dengan penelitian sebelumnya yang menemukan bahwa galaksi di alam semesta awal memiliki materi yang lebih gelap daripada galaksi yang lebih muda. Studi-studi tersebut mengamati galaksi individual yang jauh lebih masif dan menggunakan model yang berbeda untuk menyimpulkan jumlah materi gelap.
"Hanya menggunakan satu dari empat pendekatan independen yang kami gunakan untuk sampai pada kesimpulan kami," Reinhard Genzel, penulis utama dari salah satu penelitian sebelumnya dan seorang astronom di Institut Max Planck untuk Fisika Extraterrestrial di Garching, Jerman, mengatakan kepada Live Science.
Tiley menemukan bahwa hasil timnya sangat tergantung pada model yang mereka gunakan. Pada akhirnya, ia memilih untuk menggunakan model yang ia dan rekan-rekannya temukan lebih representatif dari galaksi-galaksi bermassa rendah yang diyakini mendominasi pada zaman awal.
Simulasi komputer menunjukkan bahwa galaksi dengan massa sangat tinggi, seperti yang dipelajari oleh Genzel, jarang terjadi di alam semesta yang jauh. "Tampaknya hasil berlaku untuk galaksi yang sangat masif di zaman yang jauh ini tetapi mungkin tidak mewakili galaksi dengan massa bintang yang relatif lebih rendah, seperti yang kami pelajari dalam pekerjaan kami," kata Tiley kepada Live Science.
Hasil baru sesuai dengan apa yang diharapkan dari model materi "lambda cold dark" yang menggambarkan alam semesta kita. Model ini menjelaskan bagaimana alam semesta terstruktur dan mengapa ia berkembang dengan kecepatan yang semakin cepat.
