Selama puluhan tahun, para astronom menghadapi masalah yang membingungkan: sekitar setengah dari semua materi biasa di alam semesta tampaknya hilang. Berbeda dengan materi gelap misterius yang membentuk sebagian besar massa alam semesta, materi yang hilang ini adalah benda-benda biasa yang membentuk bintang, planet, dan manusia. Para ilmuwan tahu bahwa materi tersebut pasti ada di suatu tempat, tetapi terlalu tersebar dan redup untuk dapat dideteksi secara langsung.
Distribusi Materi di Alam Semesta
- Medium intergalaksi: 76% dari materi biasa
- Halo galaksi: 15% dari materi biasa
- Di dalam galaksi: Sisa 9% (bintang dan gas dingin)
- Total materi biasa: Hanya 16% dari seluruh materi di alam semesta
- Materi gelap: 84% dari seluruh materi (masih belum dapat dijelaskan)
Metode Deteksi Terobosan Mengubah Segalanya
Sebuah tim dari Caltech dan Harvard telah memecahkan misteri kosmik ini menggunakan alat yang tidak terduga: ledakan radio cepat ( FRBs ). Kilatan singkat gelombang radio yang sangat terang dari galaksi-galaksi jauh ini bertindak seperti mercusuar kosmik, menerangi materi tak terlihat yang terletak di antara mereka dan Bumi. Ketika gelombang radio dari ledakan ini melintasi ruang angkasa, mereka berinteraksi dengan partikel-partikel di sepanjang jalan, menyebabkan cahaya tersebar ke dalam panjang gelombang yang berbeda - seperti prisma yang memecah sinar matahari menjadi pelangi.
Diskusi komunitas seputar penemuan ini menyoroti perbedaan penting yang awalnya terlewatkan oleh banyak orang. Penelitian ini secara khusus berkaitan dengan materi biasa, bukan materi gelap, yang tetap menjadi salah satu misteri terbesar yang belum terpecahkan dalam fisika.
 |
|---|
| Simulasi kosmik yang berwarna-warni menggambarkan pola-pola rumit materi biasa yang diterangi oleh ledakan radio cepat di seluruh alam semesta |
Survei Masif Mengungkap Distribusi Sebenarnya dari Materi
Tim peneliti menganalisis 69 FRB yang berlokasi tepat, dengan jarak berkisar dari sekitar 11,74 juta hingga 9,1 miliar tahun cahaya. Ledakan terjauh, FRB 20230521B , kini memegang rekor sebagai FRB terjauh yang pernah terdeteksi. Banyak dari ledakan ini ditangkap menggunakan Deep Synoptic Array-110 , jaringan 110 teleskop radio yang dirancang khusus untuk memburu dan menentukan lokasi kilatan kosmik ini.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa 76 persen materi biasa ada di ruang luas antara galaksi, dengan hanya 15 persen di halo galaksi dan sisanya terkonsentrasi di dalam galaksi itu sendiri. Distribusi ini sesuai dengan apa yang diprediksi simulasi komputer, tetapi tidak pernah diamati secara langsung sampai sekarang.
Ledakan Radio Cepat ( FRBs ): Ledakan gelombang radio yang sangat singkat namun kuat dari galaksi-galaksi jauh, berlangsung hanya milidetik tetapi melepaskan energi dalam jumlah besar.
Skala dan Cakupan Penelitian
- Total FRB yang dianalisis: 69 ledakan
- Rentang jarak: 11,74 juta hingga 9,1 miliar tahun cahaya
- Pemegang rekor: FRB 20230521B (FRB terjauh pada jarak 9,1 miliar tahun cahaya)
- Sumber deteksi: 39 dari DSA-110, 30 dari teleskop global
Melampaui Materi yang Hilang: Membuka Batas-Batas Penelitian Baru
Penemuan ini tidak hanya memecahkan teka-teki materi yang hilang. Teknik ini membuka cara-cara baru untuk mempelajari struktur alam semesta dan dapat membantu menentukan massa neutrino - partikel kecil yang menurut teori seharusnya tidak bermassa tetapi pengamatan menunjukkan memiliki berat. Memahami massa neutrino dapat mengarah pada fisika baru di luar model kita saat ini.
Keberhasilan metode ini menunjukkan masa depan yang menarik. Array teleskop DSA-2000 yang direncanakan Caltech akan mampu menemukan dan melokalisasi hingga 10.000 FRB per tahun, secara dramatis memperluas kemampuan kita untuk memetakan materi tersembunyi alam semesta dan menyelidiki misteri-misteri terdalamnya.
Referensi: Missing Matter in Universe Found