Galaksi ditemukan tanpa jejak materi gelap

Sebuah tim astronom internasional yang dipimpin oleh peneliti dari Belanda telah menemukan tidak ada jejak materi gelap di galaksi AGC 114905 meskipun pengukuran rinci selama empat puluh jam dengan teleskop paling modern. Mereka mempresentasikan hasil mereka di Pemberitahuan bulanan dari Royal Astronomical Society.

Ketika Pavel menemukan Mancera Piña (University of Groningen dan ASTRON, Belanda) dan rekan-rekannya enam galaksi dengan sedikit atau tanpa materi gelap, mereka diberitahu, “Ukur lagi, Anda akan melihat bahwa akan ada materi gelap di sekitar galaksi Anda.” Namun, setelah empat puluh jam pengamatan terperinci dengan Very Large Array (VLA) di New Mexico, AS, bukti galaksi bebas materi gelap semakin kuat.

Galaksi yang dimaksud, AGC 114905, berjarak sekitar 250 juta tahun cahaya. Ini diklasifikasikan sebagai galaksi kerdil ultra-difusi, dengan nama “galaksi kerdil” mengacu pada luminositasnya daripada ukurannya. Galaksi kira-kira seukuran kita sendiri Bima Sakti tetapi mengandung seribu kali lebih sedikit bintang. Gagasan yang berlaku adalah bahwa semua galaksi, dan terlebih lagi galaksi kerdil ultra-difusi, hanya bisa ada jika mereka disatukan oleh materi gelap.

Galaksi AGC 114905. Emisi bintang galaksi ditunjukkan dengan warna biru. Awan hijau menunjukkan gas hidrogen netral. Bahkan setelah 40 jam pengukuran terperinci dengan teleskop canggih, galaksi tampaknya tidak mengandung materi gelap. Kredit foto: Javier Román & Pavel Mancera Piña

Para peneliti menggunakan teleskop VLA untuk mengumpulkan data tentang rotasi gas di AGC 114905 selama 40 jam antara Juli dan Oktober 2020. Mereka kemudian membuat grafik yang menunjukkan jarak gas dari pusat galaksi pada sumbu x dan kecepatan rotasi gas pada sumbu y menunjukkan. Ini adalah cara standar untuk mengungkapkan keberadaan materi gelap. Grafik menunjukkan bahwa pergerakan gas di AGC 114905 dapat dijelaskan sepenuhnya oleh materi normal.

“Tentu saja kami berpikir dan berharap untuk itu, karena itu menegaskan pengukuran kami sejauh ini,” kata Pavel Mancera Piña. “Tapi sekarang masalahnya tetap bahwa teori memprediksi pasti ada materi gelap di AGC 114905, tetapi pengamatan kami mengatakan tidak. Faktanya, perbedaan antara teori dan observasi hanya semakin besar.”

Dalam publikasi ilmiah mereka, para peneliti berturut-turut membuat daftar penjelasan yang mungkin untuk kurangnya materi gelap. Misalnya, AGC 114905 bisa saja dibersihkan dari materi gelap dari galaksi-galaksi besar di dekatnya. Mancera Piña: “Tapi tidak ada. Dan dalam kerangka paling terkenal untuk pembentukan galaksi, yang disebut model materi gelap dingin, kita harus memperkenalkan nilai parameter ekstrem yang jauh melampaui kisaran biasanya. Bahkan dengan dinamika Newton yang dimodifikasi, sebuah teori alternatif untuk materi gelap dingin, kita tidak dapat mereproduksi pergerakan gas di dalam galaksi.”

Menurut para peneliti, ada satu asumsi lagi yang bisa mengubah kesimpulan mereka. Ini adalah perkiraan sudut di mana mereka pikir mereka sedang melihat galaksi. “Tapi sudut ini harus menyimpang secara signifikan dari perkiraan kami sebelum ada ruang untuk materi gelap lagi,” kata rekan penulis Tom Oosterloo (ASTRON).

Sementara itu, para peneliti sedang mempelajari galaksi kerdil ultra-difusi kedua secara rinci. Jika sekali lagi tidak ada jejak materi gelap yang diamati di galaksi ini, argumen untuk galaksi miskin materi gelap akan menjadi lebih kuat.

Penelitian oleh Mancera Piña dan rekan bukanlah kasus yang terisolasi. Di masa lalu, misalnya, Pieter van Dokkum Belanda-Amerika (Universitas Yale, AS) menemukan a Galaksi dengan hampir tidak ada materi gelap. Teknik dan pengukuran yang digunakan oleh Mancera Piña dan rekan-rekannya lebih kuat.

Referensi: “Tidak perlu materi gelap: kinematika yang diselesaikan dari galaksi ultra-difusi AGC 114905” oleh Pavel E. Mancera Piña, Filippo Fraternali, Tom Oosterloo, Elizabeth AK Adams, Kyle A. Oman dan Lukas Leisman, menunggu keputusan, Pemberitahuan bulanan dari Royal Astronomical Society.
arXiv: 2112.00017