Dalam sebuah temuan yang dipublikasikan di The Astrophysical Journal, para astronom dari University of Texas Austin melaporkan bahwa mereka telah menemukan sebuah galaksi luar biasa yang dapat mendukung teori yang baru-baru ini diperdebatkan tentang materi gelap.
Materi gelap adalah materi yang tidak berinteraksi dengan gaya elektromagnetik. Artinya, ia tidak menyerap, memantulkan atau memancarkan cahaya, tetapi dapat dideteksi oleh tarikan gravitasinya pada materi lain.
Pertama kali ditemukan pada tahun 1970-an dalam sebuah studi tentang galaksi spiral, di mana daerah terluar perputarannya terlalu cepat yang hanya didorong oleh materi yang terlihat di wilayah tersebut. Para astronom beralasan ini disebabkan oleh sejumlah besar massa yang tidak terlihat.
Beberapa dekade pengamatan dari galaksi telah menunjukkan bahwa hampir semua galaksi mengandung sejumlah besar “materi gelap” ini, dan faktanya, ada sekitar lima kali lebih banyak materi gelap daripada materi normal yang terlihat di alam semesta.
Namun, beberapa penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa terdapat beberapa galaksi yang tidak mengikuti pola yang sama dengan galaksi yang kaya akan materi gelap, seperti yang telah ditemukan sejak tahun 1970-an.
Studi-studi ini menunjukkan bahwa terdapat beberapa galaksi yang terlihat sekitar 10 miliar tahun yang lalu tidak mengandung sejumlah materi gelap seperti yang diperkirakan. Ini bisa berarti bahwa galaksi pada waktu itu belum memiliki sejumlah materi gelap tetapi diperoleh setelahnya, pada titik tertentu dalam 10 miliar tahun terakhir.
Jika itu akar permasalahannya, maka akan bertentangan dengan pemahaman fundamental kita tentang bagaimana sebuah galaksi terbentuk.
Sekarang, Patrick Drew dan penasihatnya Caitlin Casey dari UT Austin telah menemukan bahwa galaksi yang sangat jauh yang tampak kaya dengan materi gelap, persis seperti yang diperkirakan oleh teori lama. Karena galaksi ini berjarak 9 miliar tahun cahaya, ia memberi tahu kita bahwa beberapa galaksi memang mengandung cukup banyak materi gelap di masa lalunya. Temuan secara kebetulan ini tampaknya bertentangan dengan temuan kontroversial lain tentang galaksi-galaksi yang memiliki sedikit materi gelap.
Tim Drew mempelajari galaksi ini ketika mereka menggunakan Teleskop Keck di Hawaii untuk melakukan survei terhadap galaksi pembentuk bintang paling ekstrem di alam semesta, yang disebut “galaksi pembentuk bintang yang berdebu”. Mereka tidak bermaksud mempelajari materi gelap sama sekali – sebaliknya, mereka berusaha memahami mengapa galaksi-galaksi ini menghasilkan begitu banyak bintang dengan cepatnya.
Tetapi salah satu galaksi di antaranya mengejutkan mereka, dan mengarahkan pekerjaan mereka ke arah yang baru.
Karena sudut acak di mana galaksi DSFG850.95 dipelajari dengan teleskop, data telah memberikan catatan yang sangat rinci tentang kecepatan rotasi galaksi dari pusat galaksi hingga jauh. Disebut “kurva rotasi,” pengukuran ini hanya digunakan para astronom untuk menentukan jumlah materi gelap pada sebuah galaksi.
Mereka menunjukkan data ini kepada Susan Kassin, seorang rekan di Space Telescope Science Institute. Kassin, seorang ahli pengukuran kurva rotasi, segera menyadari bahwa mereka telah menemukan sesuatu yang luar biasa: Galaksi ini, yang terlihat 9 miliar tahun lalu, mengandung semua materi gelap yang telah diperkirakan seperti diprediksi oleh teori.
Hal ini berbeda dengan sebuah studi di tahun 2017 di Nature yang mengklaim bahwa galaksi pada zaman kosmik ini, 10 miliar tahun lalu, “mungkin tidak memiliki banyak materi gelap, dan bahwa mereka pada dasarnya berbeda dengan galaksi di alam semesta saat ini,” Casey berkata. “Galaksi yang kami temukan adalah contoh yang jelas dari itu, di mana tampaknya memiliki materi gelap berperilaku dengan cara normal, seperti yang terjadi di alam semesta saat ini.”
Intinya, kata Drew adalah “galaksi ini sesuai dengan galaksi-galaksi serupa yang telah diperkirakan dan ini adalah konfirmasi pertama secara solid bahwa apa yang terjadi pada galaksi-galaksi di jagad raya saat ini adalah sama dengan apa yang terjadi di alam semesta awal.”
Drew berencana untuk menindaklanjuti penelitian ini dengan studi lebih lanjut tentang galaksi dalam proyek yang sedang berlangsung dengan ALMA.
