Bullet Cluster, dinamai demikian karena bentuknya yang khas, telah lama dianggap sebagai bukti kuat keberadaan materi gelap di alam semesta.
Namun kini, Teleskop Luar Angkasa James Webb, hasil kolaborasi NASA dengan mitra dari Eropa dan Kanada, telah melacak keberadaan materi tersembunyi tersebut dengan presisi yang belum pernah dicapai sebelumnya.
Dalam gambar terbaru, seperti yang ditampilkan di bagian atas laporan ini, para ilmuwan berhasil mengumpulkan informasi paling rinci sejauh ini mengenai tabrakan kosmik antara dua gugus galaksi raksasa yang terjadi 3,8 miliar tahun cahaya dari Bumi, di konstelasi Carina.
Yang membuat gugus ini begitu terkenal bukan semata kekacauan akibat benturannya. Namun karena peristiwa ini memisahkan materi tampak, seperti gas panas, dari materi gelap, zat misterius yang melimpah namun tidak memancarkan cahaya atau berinteraksi dengannya. Materi tak terlihat inilah yang diam-diam membentuk struktur galaksi.
“Gambar-gambar dari Webb secara dramatis meningkatkan akurasi pengukuran kami di area ini, termasuk dalam menentukan posisi partikel tak terlihat yang dikenal sebagai materi gelap,” kata Kyle Finner, ilmuwan dari Caltech yang terlibat dalam penelitian tersebut, dalam sebuah pernyataan.
Dengan bantuan Webb, para astronom telah menemukan ribuan galaksi redup dan jauh yang sebelumnya tidak terdeteksi, lalu menggunakan data tersebut untuk memetakan total massa di wilayah tersebut.
Dahulu kala, saat dua kelompok galaksi ini bertabrakan dengan kecepatan luar biasa, awan gas yang tampak melambat dan tertinggal di belakang, sementara materi gelap terus bergerak maju.
Pemisahan ini sebagian telah terlihat melalui gambar dari Chandra X-ray Observatory milik NASA, namun data terbaru dari Webb mengungkapkan detail-detail halus yang sebelumnya tersembunyi.
Dalam studi baru yang diterbitkan di The Astrophysical Journal Letters, para peneliti menggabungkan pengukuran dari efek ‘lensa gravitasi’ kuat dan lemah untuk membuat peta massa resolusi tinggi.
Saat objek besar seperti gugus galaksi berada di depan galaksi yang lebih jauh, cahaya latar akan dibelokkan dan diperbesar oleh gravitasi objek di depan, fenomena yang disebut pelensaan gravitasi.
NASA sering menganalogikan fenomena ini seperti bola bowling yang diletakkan di atas kasur busa atau trampolin: permukaan ruang-waktu akan melengkung dan membuat cahaya yang tadinya bergerak lurus menjadi melengkung.
Peta baru ini tidak mengasumsikan bahwa cahaya dan massa harus selalu beriringan, hal yang penting karena materi gelap tidak memancarkan cahaya. Sebaliknya, peta ini melacak bagaimana bentuk galaksi latar tampak terdistorsi.
Untuk memahami pelensaan gravitasi dan materi gelap, James Jee, profesor dari Universitas Yonsei, menyarankan untuk membayangkan sebuah kolam berisi air jernih dan kerikil. Dalam analogi ini, air mewakili materi gelap, dan kerikil adalah galaksi-galaksi latar.
“Kamu tidak bisa melihat ‘air’-nya kecuali ada angin yang menyebabkan riak,” katanya. “Riak-riak itu mendistorsi bentuk kerikil di bawahnya, membuat air tersebut bertindak seperti lensa.”
Hal yang mengejutkan para ilmuwan adalah ditemukannya jejak massa samar yang memanjang dari sub-gugus, kemungkinan merupakan ‘jembatan’ materi yang dapat mengungkap cerita lebih dalam tentang masa lalu gugus ini.
Dalam jejak tersebut, para peneliti juga menemukan apa yang disebut intracluster light, bintang-bintang yang telah terlepas dari galaksi asalnya dan kini melayang bebas, hanya terikat oleh gravitasi gugus.
Yang menarik, bintang-bintang ini tampaknya mengikuti jejak materi gelap dengan sangat dekat. Para peneliti menemukan bahwa cahaya dan massa berada dalam keselarasan hanya sekitar 20.000 tahun cahaya.
Ini berarti bahwa bintang-bintang pengembara tersebut dapat memberikan cara baru bagi para ilmuwan untuk memetakan materi tak terlihat dalam tabrakan galaksi di masa depan.
Temuan ini mengindikasikan bahwa sejarah Bullet Cluster mungkin lebih rumit dari yang selama ini diperkirakan. Alih-alih hanya benturan antara dua objek besar, bukti menunjukkan bahwa terjadi serangkaian tabrakan yang lebih kompleks di masa lalu.
Meski dengan semua detail baru ini, para peneliti masih belum melihat keseluruhan gambar—bidang pandang Webb sejauh ini hanya mencakup “kepala raksasa,” seperti yang diungkapkan salah satu ilmuwan.
“Gambar awal Webb memungkinkan kita memperkirakan seberapa berat seluruh ‘raksasa’ itu,” kata Jee. “Namun kami masih memerlukan pengamatan di masa depan untuk melihat keseluruhan ‘tubuh raksasa’ agar bisa melakukan pengukuran yang lebih presisi.”
Scr/Mashable
