Model standar kosmologi menunjukkan bahwa lingkaran partikel materi gelap mengelilingi sebagian besar galaksi. Namun, halo materi gelap ini tidak terlihat, namun massanya memberikan tarikan gravitasi yang kuat pada galaksi di sekitarnya.
Sebuah studi baru oleh Universitas Bonn (Jerman) dan Universitas Saint Andrews (Skotlandia) menantang pandangan Alam Semesta ini. Hasilnya menunjukkan bahwa galaksi kerdil di gugus galaksi terdekat kedua di Bumi—yang dikenal sebagai Gugus Fornax—bebas dari lingkaran cahaya materi gelap tersebut.
Para ilmuwan, khususnya, telah memperkenalkan cara inovatif untuk menguji model standar berdasarkan seberapa banyak galaksi kerdil terganggu oleh pasang surut gravitasi dari galaksi-galaksi besar di dekatnya.
Elena Asencio, seorang Ph.D. mahasiswa di Universitas Bonn dan penulis utama cerita tersebut, berkata, “Pasang pasang surut muncul ketika gravitasi dari satu benda menarik secara berbeda ke bagian lain dari benda lain. Hal ini mirip dengan pasang surut air laut di Bumi, yang terjadi karena bulan menarik sisi bumi yang menghadap bulan lebih kuat.”
Pavel Kroupa, profesor di Universitas Bonn dan Universitas Charles di Praha, berkata, “Gugus Fornax memiliki populasi galaksi katai yang kaya. Pengamatan terbaru menunjukkan bahwa beberapa katai ini tampak terdistorsi seolah-olah lingkungan cluster telah mengganggu mereka.”
“Gangguan seperti itu pada katai Fornax tidak diperkirakan terjadi menurut Model Standar. Sebab, menurut Model standar, yang materi gelap lingkaran cahaya dari katai-katai ini seharusnya melindungi mereka dari gelombang pasang yang ditimbulkan oleh gugus tersebut.”
Berdasarkan karakteristik internal dan jarak dari pusat cluster yang memiliki gravitasi kuat, penulis menghitung tingkat gangguan yang diharapkan dari katai. Galaksi bermassa bintang besar namun rendah dan galaksi di sekitar inti cluster lebih rentan terhadap gangguan atau kehancuran. Mereka membandingkan hasilnya dengan tingkat gangguan yang mereka lihat dalam gambar yang dikumpulkan oleh Teleskop Survei VLT milik European Southern Observatory.
Elena Asensio berkata, “Perbandingan menunjukkan bahwa jika seseorang ingin menjelaskan observasi dalam model standar. Katai Fornax seharusnya sudah dihancurkan oleh gravitasi dari pusat gugus bahkan ketika gelombang pasang yang ditimbulkannya pada katai enam puluh empat kali lebih lemah dibandingkan gravitasi diri katai tersebut.”
“Hal ini tidak hanya kontra-intuitif, tetapi juga bertentangan dengan penelitian sebelumnya, yang menemukan bahwa gaya eksternal yang diperlukan untuk mengganggu galaksi katai hampir sama dengan gravitasi diri katai tersebut.”
Berdasarkan hal ini, para ilmuwan menyimpulkan bahwa tidak mungkin menjelaskan morfologi katai Fornax yang diamati secara konsisten dalam model standar.
Mereka mengulangi analisis menggunakan Milgromian Dynamics (MOND). Daripada mengasumsikan lingkaran cahaya materi gelap yang mengelilingi galaksi, teori MOND mengusulkan koreksi terhadap dinamika Newton dimana gravitasi mengalami peningkatan dalam rezim percepatan rendah.
Dr Indranil Banik dari Universitas St Andrews mengatakan, “Kami tidak yakin bahwa galaksi katai akan mampu bertahan dalam lingkungan ekstrem gugus galaksi di MOND, karena tidak adanya lingkaran cahaya pelindung materi gelap dalam model ini. Namun hasil kami menunjukkan kesesuaian yang luar biasa antara observasi dan ekspektasi MOND mengenai tingkat gangguan pada katai Fornax.”
Aku Venhola dari Universitas Oulu (Finlandia) dan Steffen Mieske dari European Southern Observatory mengatakan, “Sangat menarik untuk melihat bahwa data yang kami peroleh dengan teleskop survei VLT memungkinkan pengujian model kosmologis secara menyeluruh.”
Pavel Kroupa, anggota bidang penelitian transdisipliner, pemodelan, dan materi di Universitas Bonn, mengatakan, “Ini bukan pertama kalinya ada penelitian yang menguji pengaruh materi gelap terhadap dinamika dan evolusi galaksi menyimpulkan bahwa pengamatan lebih baik dijelaskan ketika tidak dikelilingi oleh materi gelap. Jumlah publikasi yang menunjukkan ketidaksesuaian antara observasi dan paradigma materi gelap terus meningkat setiap tahun. Ini saatnya untuk mulai menginvestasikan lebih banyak sumber daya ke dalam teori-teori yang lebih menjanjikan.”
Dr Hongsheng Zhao dari Universitas St Andrews menambahkan itu mereka “Hasilnya memiliki implikasi besar bagi fisika fundamental. Kami memperkirakan akan menemukan lebih banyak katai yang terganggu di cluster lain, sebuah prediksi yang harus diverifikasi oleh tim lain.”
Referensi Jurnal:
- Elena Asencio, Indranil Banik dkk. Distribusi dan morfologi galaksi katai Gugus Fornax menunjukkan bahwa mereka kekurangan materi gelap. Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society, Volume 515, Edisi 2, September 2022. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
