Nebula Gitar. klik untuk memperbesar
Karena itu merupakan bagian besar dari Semesta, Anda akan berpikir kita tahu apa itu materi gelap sekarang. Sebuah tim peneliti internasional sekarang berteori bahwa materi gelap bisa menjadi kelas partikel yang dikenal sebagai "neutrino steril". Partikel-partikel ini, terbentuk tepat di Big Bang, dapat menjelaskan massa yang hilang di Semesta, dan akan memiliki efek samping yang berguna untuk mempercepat pembentukan awal bintang-bintang.
Materi gelap mungkin telah memainkan peran utama dalam menciptakan bintang di awal alam semesta. Namun, jika itu masalahnya, materi gelap harus terdiri dari partikel yang disebut "neutrino steril". Peter Biermann dari Institut Max Planck untuk Astronomi Radio di Bonn, dan Alexander Kusenko, dari University of California, Los Angeles, telah menunjukkan bahwa ketika neutrino steril membusuk, ia mempercepat penciptaan hidrogen molekuler. Proses ini bisa membantu menerangi bintang-bintang pertama hanya sekitar 20 hingga 100 juta tahun setelah big bang. Bintang-bintang generasi pertama ini kemudian mengionisasi gas yang mengelilingi mereka, sekitar 150 hingga 400 juta tahun setelah big bang. Semua ini memberikan penjelasan sederhana untuk beberapa pengamatan yang agak membingungkan tentang materi gelap, bintang neutron, dan antimateri.
Para ilmuwan menemukan bahwa neutrino memiliki massa melalui eksperimen osilasi neutrino. Hal ini menyebabkan postulat bahwa neutrino "steril" ada - juga dikenal sebagai neutrino tangan kanan. Mereka tidak berpartisipasi dalam interaksi lemah secara langsung, tetapi berinteraksi melalui pencampuran mereka dengan neutrino biasa. Jumlah total neutrino steril di alam semesta tidak jelas. Jika neutrino steril hanya memiliki massa beberapa kiloelektronvolt (1 keV adalah sepersejuta massa atom hidrogen), itu akan menjelaskan massa besar yang hilang di alam semesta, kadang-kadang disebut "materi gelap". Pengamatan astrofisika mendukung pandangan bahwa materi gelap kemungkinan terdiri dari neutrino steril ini.
Teori Biermann dan Kusenko menjelaskan sejumlah teka-teki astronomi yang masih belum dapat dijelaskan. Pertama-tama, selama big bang, massa neutrino yang diciptakan dalam Big Bang akan sama dengan apa yang diperlukan untuk menjelaskan materi gelap. Kedua, partikel-partikel ini bisa menjadi solusi untuk masalah lama mengapa pulsar bergerak sangat cepat.
Pulsar adalah bintang neutron yang berputar dengan kecepatan sangat tinggi. Mereka dibuat dalam ledakan supernova dan biasanya dikeluarkan dalam satu arah. Ledakan itu memberi mereka "dorongan", seperti mesin roket. Pulsar dapat memiliki kecepatan ratusan kilometer per detik - atau terkadang bahkan ribuan. Asal usul kecepatan ini masih belum diketahui, tetapi emisi neutrino steril akan menjelaskan tendangan pulsar.
Nebula Gitar berisi pulsar yang sangat cepat. Jika materi gelap terbuat dari partikel yang mereionisasi alam semesta - seperti yang disarankan oleh Biermann dan Kusenko - gerakan pulsar dapat menciptakan gitar kosmik ini.
Ketiga, neutrino steril dapat membantu menjelaskan tidak adanya antimateri di alam semesta. Di alam semesta awal, neutrino steril bisa “mencuri” apa yang disebut “nomor lepton” dari plasma. Di kemudian hari, kurangnya nomor lepton dikonversi ke nomor baryon yang tidak nol. Asimetri yang dihasilkan antara baryon (seperti proton) dan antibaryon (seperti antiproton) dapat menjadi alasan mengapa alam semesta tidak memiliki antimateri.
“Pembentukan lubang hitam pusat galaksi, serta struktur pada skala subgalaksi, mendukung neutrino steril untuk memperhitungkan materi gelap. Konsensus dari beberapa bukti tidak langsung membuat orang percaya bahwa partikel materi gelap yang lama dicari itu memang bisa menjadi neutrino steril ”, kata Peter Biermann
Sumber Asli: Max Planck Society
