Sebuah makalah baru yang dipresentasikan pada konferensi American Astronomical Society minggu ini berjanji untuk menyinari, sehingga untuk berbicara, pada pengejaran materi gelap di galaksi individu. Model materi gelap dingin di Alam Semesta saat ini sangat sukses dalam memetakan zat misterius pada skala besar, tetapi tidak pada skala galaksi dan sub-galaksi. Sebelumnya hari ini, Dr. Sukanya Chakrabarti dari Florida Atlantic University menggambarkan cara baru untuk memetakan materi gelap dengan mengamati riak-riak di cakram hidrogen galaksi besar. Karyanya akhirnya memungkinkan para astronom untuk menggunakan pengamatan mereka tentang materi biasa untuk menyelidiki distribusi materi gelap pada skala yang lebih kecil.
Galaksi spiral biasanya terdiri dari piringan, yang terbuat dari materi normal (baryonik) dan berisi tonjolan pusat dan lengan spiral, dan lingkaran cahaya, yang mengelilingi piringan dan berisi benda gelap. Dalam beberapa tahun terakhir, survei seperti HAL (dilakukan oleh NRAO Very Large Array) telah dilakukan untuk menganalisis distribusi hidrogen dalam piringan galaksi terdekat. Tahun lalu, Dr. Chakrabarti menggunakan survei semacam itu untuk menyelidiki cara galaksi satelit kecil memengaruhi cakram galaksi yang lebih besar seperti M51, Galaksi Whirlpool. Tetapi hadiah sebenarnya terletak pada penyelidikan apa yang tidak bisa dilihat oleh para astronom. Chakrabarti berkomentar, "Sejak tahun 70-an, kami telah mengetahui dari pengamatan kurva rotasi datar bahwa galaksi memiliki lingkaran cahaya materi gelap yang sangat besar, tetapi ada sangat sedikit penyelidikan yang memungkinkan kita untuk mengetahui bagaimana itu didistribusikan." Dia sekarang telah memperluas penelitiannya untuk melakukan hal itu.
Para astronom percaya bahwa distribusi kepadatan materi gelap bergantung pada parameter yang disebutnya radius skala. Ternyata, memvariasikan parameter ini secara nyata memengaruhi bentuk cakram hidrogen galaksi ketika pengaruh galaksi kerdil yang lewat diperhitungkan.
"Riak di cakram gas luar berfungsi untuk bertindak seperti cermin dari distribusi materi gelap yang mendasarinya," kata Chakrabarti. Dengan memvariasikan jari-jari skala halo materi gelap M51, Chakrabarti dapat melihat bagaimana hal itu akan mempengaruhi bentuk dan distribusi hidrogen atom dalam piringannya. Dia menemukan bahwa jari-jari berskala besar menimbulkan galaksi dengan halo materi gelap yang secara bertahap menjadi lebih tersebar ketika memanjang sepanjang cakram. Hal ini menyebabkan hidrogen dalam piringan menjadi sangat longgar melilit tonjolan pusat galaksi. Sebaliknya, jari-jari skala kecil memiliki profil kepadatan yang jatuh jauh lebih curam.
"Profil kerapatan yang lebih curam lebih efektif untuk menahan 'barang' mereka," jelas Chakrabarti, "dan karena itu mereka memiliki bentuk planal spiral yang lebih rapat."
Peta Chakrabarti tentang distribusi materi gelap dalam halo M51 konsisten dengan model teoritis yang ada, membuatnya percaya bahwa metode ini mungkin sangat berguna bagi para astronom yang mencoba menyelidiki substansi yang sulit ditangkap dan tak terlihat yang membentuk hampir seperempat alam semesta kita. . Pracetak kertasnya tersedia di ArXiv.
