Sains
Bintang Axion yang Muncul setelah Big Bang Bisa Menjawab Misteri Materi Gelap
ANTARIKSA -- Menemukan Axion Star yang sangat tidak stabil dan mudah meledak bisa membantu para ilmuwan menjelaskan hal paling misterius di alam semesta: Materi gelap. Meskipun menyumbang sekitar 85 persen massa alam semesta, materi gelap tetap tidak terlihat karena tidak berinteraksi dengan cahaya.
Keberadaan materi gelap juga menunjukkan bumi tidak hanya terdiri dari partikel-partikel seperti elektron dan proton yang menyusun atom-atom yang bersatu, lalu membentuk bintang, planet, bulan, dan tubuh kita. Hal itu mendorong para ilmuwan mencari partikel lain yang akan bisa menjelaskan materi gelap.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Salah satu dugaan utama keberadaan materi gelap disebut axions, yaitu partikel bermassa cahaya yang pertama kali diteorikan pada tahun 1977. Penelitian baru menunjukkan bahwa axions bisa ditemukan jika para ilmuwan mencari wilayah di mana kemungkinan partikel-partikel tersebut berkumpul.
Alasannya, gumpalan tersebut diduga telah menciptakan Bintang Axion, dengan hasil yang eksplosif. Penelitian tentang Bintang Axion tersebut telah dipublikasikan dalam serangkaian makalah di jurnal Physical Review D.
Baca Juga: Mencari Jejak Materi Gelap di Lubang Tambang Emas Dakota Selatan
"Axions adalah salah satu kandidat utama materi gelap. Kami menemukan bahwa mereka memiliki kapasitas untuk memanaskan alam semesta seperti supernova dan bintang biasa setelah berkumpul dalam gumpalan padat," kata anggota tim peneliti, Malcolm Fairbairn dalam sebuah pernyataan.
Profesor di King's College London itu mengatakan, dari informasi tersebut, mereka tahu dengan lebih pasti ke mana harus mengarahkan instrumen ilmiah di alam semesta untuk menemukan partikel axions.
Misteri Materi Gelap Segera Terungkap
Materi gelap memang tidak berinteraksi dengan foton cahaya, partikel yang terkait dengan gaya elektromagnetik. Namun, ia berinteraksi dengan salah satu dari empat gaya fundamental alam semesta lainnya: gravitasi.
Faktanya, materi gelap pertama kali diusulkan ketika para ilmuwan menyadari bahwa beberapa galaksi berputar sangat cepat sehingga gravitasi yang terkait dengan semua massa yang terlihat di dalamnya tidak akan cukup untuk menyatukan mereka. Pasti ada sesuatu yang lain, dan itulah materi gelap.
Baca Juga: Kenapa Alam Semesta Gelap?
Selain menemukan bahwa materi gelap mencegah para galaksi terbang terpisah, para ilmuwan kini percaya galaksi besar diselimuti oleh lingkaran cahaya materi gelap, yang jauh melampaui lingkaran cahaya bintang, gas, dan debu yang terlihat. Artinya, jika materi gelap tersusun dari axions, partikel bermassa rendah ini seharusnya ada dalam jumlah besar mengingat efek gravitasi yang teramati.
Hal itu juga menyiratkan bahwa ada area di mana para axions sangat padat. Di wilayah tersebut, para axions kemungkinan akan mulai bertindak serentak akibat hukum fisika kuantum. Hal ini dapat menyebabkan kelompok besar axions di jantung galaksi membentuk bintang Axion.
"Namun, bintang-bintang Axion ini tidak akan berumur panjang seperti halo materi gelap yang mengelilingi galaksi," kata tim peneliti tersebut.
Bintang Axion, jika ada, tidak akan stabil setelah mencapai massa tertentu. Hal itu akan mengakibatkan mereka meledak dan melepaskan semburan radiasi.
Tim memperkirakan radiasi itu mungkin memanaskan gas yang pernah ada di antara galaksi selama periode antara penciptaan atom pertama di alam semesta dan pembentukan bintang pertama. Itu sekitar 50 juta hingga 500 juta tahun setelah Big Bang.
Ikatan elektron ke proton untuk menciptakan atom pertama pada era rekombinasi alam semesta, juga mengartikan bahwa elektron bebas sudah tidak lagi menghamburkan foton tanpa henti. Dengan demikian, alam semesta tiba-tiba menjadi transparan terhadap cahaya, dan cahaya pertama itu sekarang bisa dilihat dalam bentuk fosil kosmik yang memenuhi alam semesta, yaitu radiasi yang disebut 'latar belakang gelombang mikro kosmik' (CMB).
Tim di balik penelitian ini berpendapat ledakan bintang Axion di alam semesta awal bisa saja meninggalkan jejak di CMB. Karena itu, pencarian tanda tersebut bisa mengkonfirmasi sifat axions materi gelap. Pencarian tanda itu menggunakan gelombang radio yang dikenal sebagai pengukuran 21 sentimeter.
“Bintang Axion koheren, bahkan yang relatif kompak, mempunyai potensi meledak menjadi lingkaran cahaya dan elektromagnetisme," kata Fairbairn.
Baca Juga: 5 Gambar Pertama Teleskop Alam Semesta Gelap Euclid Dirilis
Ia melanjutkan, mengetahui jenis struktur yang bisa dibentuk oleh materi gelap axion dan dampaknya terhadap gas antargalaksi di sekitarnya dapat membuka cara baru untuk mendeteksinya. “Kemampuan menemukan Axion kemungkinan akan membantu kita memecahkan salah satu pertanyaan terbesar sains, yang dibuat selama lebih dari satu abad, sekaligus membantu mengungkap sejarah awal alam semesta,” kata dia.
Menghitung jumlah bintang Axion yang ada juga dapat mengungkap potensi ledakan penuh dari kumpulan materi gelap yang tidak stabil tersebut, dan bagaimana ledakan itu bisa berinteraksi dengan gas antargalaksi. Hal itu, pada gilirannya akan memberikan petunjuk tentang ukuran sinyal yang bersembunyi di CMB.
Peneliti dari King’s College London, David Marsh mengatakan, pengukuran 21cm secara umum dipandang sebagai masa depan kosmologi. Sebab, ia berperan penting dalam pencarian Axion.
“Saat ini, terdapat perkembangan besar dalam pencarian Axion yang sedang dibangun, termasuk proyek seperti Dark Matter Radio. Ini adalah saat yang sangat menyenangkan bagi ahli astrofisika,” kata Marsh. Sumber: Space.com
Ikuti Ulasan-Ulasan Menarik Lainnya dari Penulis Klik di Sini
