Para ilmuwan telah mengungkap asal usul tiga sinyal misterius yang datang dari pusat Bima Sakti.
Selama bertahun-tahun, para astronom telah berjuang untuk memahami lonjakan energi aneh yang keluar dari jantung galaksi kita.
Namun para peneliti sekarang mengatakan jenis materi gelap yang sangat spesifik, yang dikenal sebagai ‘materi gelap tereksitasi’, adalah penyebabnya.
Materi gelap adalah zat yang sulit dipahami dan membentuk sekitar seperempat alam semesta tidak dapat diamati melalui cara normal apa pun.
Karena materi gelap tidak berinteraksi dengan materi normal, teleskop kita yang paling canggih sekalipun tidak dapat melihatnya secara langsung.
Namun, para ilmuwan percaya bahwa zat aneh ini mungkin secara tidak langsung menghasilkan perilaku turbulensi inti galaksi kita yang membingungkan.
Penulis utama Dr Shyam Balaji, dari King’s College London, mengatakan: ‘Ketika kita melihat peristiwa astrofisika yang terkenal, seperti ledakan bintang, mereka belum mampu memberikan penjelasan lengkap atas misteri seperti energi dan bentuk spesifik yang kami amati yang berasal dari pusat Bima Sakti.
‘Sekarang, kami telah menunjukkan bagaimana model materi gelap yang tereksitasi dapat menjelaskan setidaknya dua – bahkan mungkin tiga – sinyal yang tidak dapat dijelaskan ini sekaligus.’
Para ilmuwan telah menemukan asal usul tiga sinyal misterius yang datang dari pusat alam semesta, menunjukkan bahwa zat misterius yang disebut materi gelap tereksitasi bisa menjadi penjelasannya. Foto: Prediksi model materi gelap (merah muda) dibandingkan pengamatan teleskop (tanda silang merah)
Jantung Bima Sakti adalah tempat yang sangat kacau dan penuh kekerasan, tempat kekuatan besar menarik dan menghancurkan awan gas padat hingga membentuk bintang yang bergerak cepat.
Pada intinya terdapat lubang hitam supermasif Sagitarius A*, yang memiliki massa sekitar empat juta kali lebih besar dari matahari.
Gravitasi yang kuat dan radiasi pelepasan panas yang dapat dilihat oleh teleskop di luar angkasa, namun para ilmuwan belum mampu menjelaskan semua yang telah mereka amati.
Misalnya, para ilmuwan telah menemukan lonjakan tajam radiasi sinar gamma pada panjang gelombang yang sangat spesifik – yang dikenal sebagai garis emisi 511–keV.
Ini bukanlah sesuatu yang sesuai dengan gambaran kita tentang bagaimana materi normal berfungsi, sehingga para ilmuwan harus mencari penjelasan di tempat lain.
Dalam sebuah makalah baru yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal Letters, para ilmuwan menunjukkan bahwa sinyal-sinyal ini mungkin disebabkan oleh ‘materi gelap yang tereksitasi’.
Dr Balaji mengatakan kepada Daily Mail: ‘Materi gelap tereksitasi adalah skenario di mana partikel materi gelap dapat melompat ke tingkat energi yang sedikit lebih tinggi ketika mereka bertabrakan satu sama lain.
‘Ketika mereka kembali ke keadaan normal, mereka melepaskan energi ekstra dengan menghasilkan elektron dan mitra antimaterinya, sebuah positron.’
Para ilmuwan mengatakan bahwa inti galaksi mungkin berisi zat yang disebut materi gelap tereksitasi. Hal ini tidak dapat dilihat secara langsung, namun mungkin bertanggung jawab atas sinyal energi aneh yang terlihat oleh teleskop
Positron ini menghasilkan sinyal yang dapat ditangkap oleh teleskop luar angkasa seperti misi INTEGRAL Badan Antariksa Eropa, yang terletak di luar sabuk radiasi bumi pada ketinggian 37.000 mil (60.000 km).
Para peneliti melihat data dari INTEGRAL dan membandingkannya dengan model bagaimana positron dapat bergerak melalui ruang angkasa.
Hal ini menunjukkan bahwa tabrakan antara positron yang dihasilkan oleh materi gelap yang tereksitasi dapat menyebabkan lonjakan radiasi sinar gamma yang sesuai dengan garis emisi misterius 511–keV.
Namun para ilmuwan tidak berhenti di situ, karena mereka segera menemukan bahwa model materi gelap tereksitasi mereka dapat menjelaskan sinyal yang lebih aneh lagi.
Secara khusus, mereka menemukan bahwa pelepasan positron mungkin merupakan asal mula cahaya berenergi sangat tinggi yang berasal dari pusat galaksi, yang dikenal sebagai kontinum sinar gamma 2 MeV.
Dr Balaji berkata: ‘Sinyalnya memerlukan positron dengan energi yang sangat spesifik, hanya beberapa juta elektron volt. Sebagian besar sumber astrofisika konvensional, seperti supernova atau sinar kosmik, cenderung menghasilkan partikel yang jauh lebih energik atau terdistribusi ke seluruh galaksi dengan cara yang salah.
‘Skenario materi gelap yang tereksitasi secara alami menghasilkan positron tepat pada kisaran energi ini.’
Selain itu, mereka berpendapat bahwa model mereka berpotensi menjelaskan tingkat ionisasi yang sangat tinggi pada gumpalan gas di wilayah yang disebut Zona Molekuler Pusat (CMZ).
Para ilmuwan juga percaya bahwa materi gelap yang tereksitasi dapat menjelaskan ionisasi gas yang aneh di wilayah dekat pusat galaksi yang disebut Zona Molekuler Pusat (foto)
Wilayah padat penduduk ini, terletak 28.000 tahun cahaya dari Bumi, merupakan reservoir besar materi dan bintang yang berputar-putar dan mengandung hampir 80 persen gas padat di galaksi.
Namun, sumber seperti sinar kosmik – partikel berenergi tinggi yang dikeluarkan melalui proses kompleks di galaksi bagian dalam – belum menjelaskan mengapa gas ini tampak sangat terionisasi.
Para peneliti sekarang berpendapat bahwa jawabannya mungkin adalah perilaku aneh materi gelap yang tereksitasi.
Rekan penulis Damon Cleaver, seorang mahasiswa PhD di King’s College London, mengatakan: ‘Jika satu mekanisme dapat menjelaskan beberapa pengamatan lama yang tidak dapat dijelaskan di luar angkasa, hal ini akan memberikan arah yang lebih jelas untuk penelitian di masa depan.
‘Dalam misi luar angkasa generasi berikutnya, kita akhirnya dapat menguji teori apakah materi gelap berada di balik beberapa misteri paling persisten di Bima Sakti dan mempelajari lebih lanjut tentang substansi misterius itu sendiri dalam prosesnya.’
