Visi yang melengkung dari latar belakang gelombang mikro kosmik - cahaya yang paling awal terdeteksi - memungkinkan para astronom memetakan jumlah total materi yang terlihat dan tidak terlihat di seluruh alam semesta.
Sekitar 85 persen dari semua materi di alam semesta adalah materi gelap, bahkan tidak terlihat oleh teleskop yang paling kuat, tetapi dapat dideteksi oleh tarikan gravitasinya.
Untuk menemukan materi gelap, para astronom mencari efek yang disebut pelapisan gravitasi: ketika tarikan gravitasi materi gelap membengkokkan dan memperkuat cahaya dari objek yang lebih jauh. Dalam bentuknya yang paling eksentrik itu menghasilkan banyak gambar berbentuk busur dari objek kosmik yang jauh.
Tapi ada satu peringatan di sini: untuk mendeteksi materi gelap pasti ada objek di belakangnya. 'Bintang' harus disejajarkan.
Dalam sebuah studi baru-baru ini yang dipimpin oleh Dr. James Geach dari University of Hertfordshire di Inggris, para astronom telah mengarahkan mata mereka pada latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) sebagai gantinya.
"CMB adalah cahaya paling jauh / tertua yang bisa kita lihat," kata Dr. Geach kepada Space Magazine. "Ini bisa dianggap sebagai permukaan, menerangi seluruh alam semesta."
Foton dari CMB telah meluncur ke arah Bumi sejak alam semesta baru berusia 380.000 tahun. Satu foton memiliki kesempatan untuk mengalami banyak materi, setelah secara efektif memeriksa semua materi di alam semesta sepanjang garis pandangnya.
"Jadi pandangan kami tentang CMB agak terdistorsi dari apa yang tampak secara intrinsik - agak seperti melihat pola di bagian bawah kolam renang," kata Dr. Geach.
Dengan mencatat distorsi kecil di CMB, kita dapat menyelidiki semua materi gelap di seluruh alam semesta. Tetapi melakukan hal ini sangat menantang.
Tim mengamati langit selatan dengan Teleskop Kutub Selatan, teleskop 10 meter yang dirancang untuk pengamatan dalam microwave. Survei besar dan inovatif ini menghasilkan peta CMB langit selatan, yang konsisten dengan data CMB sebelumnya dari satelit Planck.
Tanda tangan khas dari pelensaan gravitasi oleh zat yang mengintervensi tidak dapat diekstraksi oleh mata. Astronom mengandalkan penggunaan prosedur matematika yang dikembangkan dengan baik. Kami tidak akan masuk ke detail jahat.
Ini menghasilkan "peta dari total kepadatan massa yang diproyeksikan antara kami dan CMB. Itu sangat luar biasa jika Anda memikirkannya - ini adalah teknik pengamatan untuk memetakan semua massa di alam semesta, segera kembali ke CMB, "Dr. Geach menjelaskan.
Tetapi tim tidak menyelesaikan analisis mereka di sana. Sebaliknya, mereka terus mengukur pelapisan CMB pada posisi quasar - lubang hitam supermasif yang kuat di pusat galaksi paling awal.
"Kami menemukan bahwa wilayah langit dengan kepadatan besar quasar memiliki sinyal lensa CMB yang jelas lebih kuat, menyiratkan bahwa quasar memang terletak di struktur materi berskala besar," Dr. Ryan Hickox dari Dartmouth College - penulis kedua studi ini - kata Space Magazine.
Akhirnya, peta CMB digunakan untuk menentukan massa lingkaran cahaya materi gelap ini. Hasil ini cocok dengan yang ditentukan dalam studi yang lebih tua, yang melihat bagaimana quasar berkerumun di ruang angkasa, tanpa referensi ke CMB sama sekali.
Hasil yang konsisten antara dua pengukuran independen adalah alat ilmiah yang kuat. Menurut Dr. Hickox, itu menunjukkan bahwa "kita memiliki pemahaman yang kuat tentang bagaimana lubang hitam supermasif berada dalam struktur skala besar, dan bahwa (sekali lagi) Einstein benar."
Makalah ini telah diterima untuk diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters dan tersedia untuk diunduh di sini.
