Rupanya Ini yang Menyebabkan Sejumlah Materi Hilang dari Alam Semesta

Para astronom mungkin telah memecahkan misteri hilangnya materi dari alam mesesta. Ilmuwan menggunakan semburan radio cepat atau fast radio bursts (FRB) untuk memecahkan misteri 'materi yang hilang' selama puluhan tahun.

Materi ini telah lama diprediksi ada di Semesta tetapi tidak pernah terdeteksi, sampai sekarang. Materi yang hilang ini adalah baryonic atau 'materi normal' seperti proton dan neutron yang membentuk bintang, planet, dan manusia. Ini berbeda dari materi gelap, yang tetap sulit dipahami dan menyumbang sekitar 85 persen dari total materi di Semesta.

Baca Juga: Astronom China Akui Punya Teleskop Terbesar buat Memburu Peradaban di Luar Angkasa

Para peneliti sekarang telah menemukan semua materi yang hilang di ruang yang luas antara bintang dan galaksi. Dalam publikasi di jurnal Nature, Penulis utama Associate Professor Jean-Pierre Macquart, dari Universitas Curtin dari Pusat Internasional untuk Penelitian Astronomi Radio (ICRAR), mengatakan para astronom telah mencari materi yang hilang ini selama hampir tiga puluh tahun.

"Kita tahu dari pengukuran Big Bang seberapa banyak yang belum terpecahkan di awal Semesta. Tapi ketika kita melihat ke Alam Semesta sekarang, kita tidak bisa menemukan setengah dari apa yang seharusnya ada di sana," kata Macquart dilansir di Heritage Daily, Kamis (28/5/2020).

Menurut Macquart, ruang intergalaksi sangat jarang. Materi yang hilang itu setara dengan hanya satu atau dua atom di ruangan rata-rata ukuran kantor.

"Jadi, sangat sulit untuk mendeteksi masalah ini menggunakan teknik tradisional dan teleskop." ujarnya.

Semburan radio cepat (FRB)

Para peneliti dapat secara langsung mendeteksi materi yang hilang menggunakan fenomena yang dikenal sebagai semburan radio cepat (FRB). Semburan radio cepat adalah kilatan energi singkat yang tampaknya datang dari arah acak di langit dan bertahan hanya dalam milidetik.

Para ilmuwan belum tahu apa penyebabnya, tetapi harus melibatkan energi yang luar biasa, setara dengan jumlah yang dikeluarkan oleh Matahari dalam 80 tahun. FRB sulit dideteksi karena para astronom tidak tahu kapan dan di mana mencarinya.

Associate Professor Macquart mengatakan tim mendeteksi materi yang hilang dengan menggunakan ledakan radio cepat sebagai stasiun penimbangan kosmik.

Menurutnya, radiasi dari semburan radio cepat menyebar oleh materi yang hilang dengan cara yang sama seperti kita melihat warna-warna sinar matahari dipisahkan dalam sebuah prisma.

"Kami sekarang dapat mengukur jarak ke ledakan radio yang cukup cepat untuk menentukan kepadatan Semesta," katanya.

Rekan penulis, Profesor J. Xavier Prochaska, dari UC Santa Cruz, mengatakan peneliti gagal mencari masalah yang hilang ini dengan teleskop terbesar mereka selama lebih dari 20 tahun.

"Penemuan semburan radio cepat dan lokalisasi mereka ke galaksi jauh adalah terobosan kunci yang diperlukan untuk memecahkan misteri ini," katanya.

Associate Professor Ryan Shannon, co-penulis lain dari Swinburne University of Technology, mengatakan kuncinya adalah teleskop yang digunakan, teleskop radio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP). ASKAP memiliki bidang pandang yang luas, sekitar 60 kali ukuran bulan purnama, dan mendapatkan gambar dalam resolusi tinggi.

"Ini berarti bahwa kita dapat menangkap semburan dengan relatif mudah dan kemudian menunjukkan lokasi ke galaksi induknya dengan presisi luar biasa," kata Shannon.

"Ketika ledakan tiba di teleskop, ia merekam replay aksi langsung dalam sepersekian detik," kata Dr Keith Bannister dari lembaga ilmu pengetahuan nasional Australia, CSIRO, yang merancang sistem penangkapan denyut yang digunakan dalam penelitian ini.

"Ini memungkinkan presisi untuk menentukan lokasi ledakan radio cepat hingga selebar rambut manusia yang sebesar 200m," katanya.

Associate Professor Macquart mengatakan tim peneliti juga telah menjabarkan hubungan antara seberapa jauh ledakan radio yang cepat dan bagaimana ledakan itu menyebar saat bergerak melalui Semesta.

Semburan radio cepat yang digunakan dalam penelitian ini ditemukan menggunakan ASKAP, yang terletak di Observatorium-astronomi Radio Murchison di pedalaman Australia Barat. Tim internasional yang terlibat dalam penemuan ini termasuk para astronom dari Australia, Amerika Serikat dan Chili.

ASKAP adalah pendahulu untuk teleskop Square Kilometer Array (SKA) di masa depan. SKA dapat mengamati sejumlah besar ledakan radio cepat, memberikan para astronom kemampuan yang lebih besar untuk mempelajari struktur yang sebelumnya tidak terlihat di Semesta.