Galaksi yang Mengguncang Dasar Fisika Modern
Materi gelap selama ini menjadi salah satu misteri terbesar dalam kosmologi. Diperkirakan, sekitar 85% massa alam semesta terdiri dari materi gelap—zat tak kasat mata yang tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya. Namun baru-baru ini, para astronom menemukan sesuatu yang menantang pandangan itu: sebuah galaksi yang hampir tidak mengandung materi gelap sama sekali.
Penemuan ini mengejutkan karena selama puluhan tahun, teori pembentukan galaksi selalu melibatkan peran penting materi gelap sebagai “rangka gravitasi” tempat bintang dan gas berkumpul. Tanpa materi gelap, sebuah galaksi seharusnya tidak bisa terbentuk secara stabil—namun objek misterius ini membuktikan sebaliknya.
Sang Galaksi Hantu: DF2 dan DF4
Galaksi yang dimaksud dikenal sebagai NGC1052-DF2 dan NGC1052-DF4, keduanya dijuluki sebagai galaksi hantu karena penampakannya yang samar dan transparan. Ditemukan pertama kali pada tahun 2018 oleh tim astronom yang menggunakan Hubble Space Telescope, galaksi ini tampak sangat aneh. Saat pengamatan dilakukan, kecepatan bintang-bintang di dalamnya menunjukkan sesuatu yang janggal: gerakannya terlalu lambat untuk memiliki materi gelap dalam jumlah signifikan.
Biasanya, materi gelap berfungsi sebagai “lem gravitasi” yang menahan bintang agar tidak terlempar keluar dari galaksi. Tapi di DF2 dan DF4, bintang-bintang itu tampak bergerak sesuai dengan massa yang terlihat saja—seolah tidak ada massa tambahan tersembunyi yang menarik mereka. Hal ini membuat para ilmuwan bertanya-tanya: Apakah mungkin galaksi ini benar-benar terbentuk tanpa materi gelap?
Apa Itu Materi Gelap, dan Mengapa Ia Penting?
Untuk memahami keanehan ini, kita perlu kembali ke dasar. Materi gelap bukanlah zat yang bisa kita lihat, tapi kita tahu keberadaannya dari efek gravitasinya. Sejak 1930-an, para astronom seperti Fritz Zwicky dan Vera Rubin menemukan bahwa bintang-bintang di pinggiran galaksi bergerak terlalu cepat dibanding massa tampak galaksi tersebut. Artinya, ada sesuatu yang tak terlihat—massa tersembunyi yang menahan mereka tetap dalam orbit.
Tanpa materi gelap, galaksi seharusnya tercerai-berai. Oleh karena itu, keberadaan galaksi seperti DF2 dan DF4 tanpa materi gelap tampak seperti anomali kosmik yang melanggar hukum gravitasi itu sendiri.
Apakah Galaksi Ini Benar-Benar Tanpa Materi Gelap?
Pertanyaan besar pun muncul: mungkin saja pengamatan awal keliru. Beberapa peneliti menduga bahwa jarak galaksi ini sebenarnya lebih dekat dari yang diperkirakan, yang berarti massanya bisa jadi salah dihitung. Jika galaksi itu ternyata lebih dekat, kecepatan bintang dan massa yang terukur bisa jadi normal—artinya materi gelap masih ada, hanya tampak berbeda karena efek perspektif.
Namun, penelitian lanjutan menunjukkan bahwa jarak yang dihitung sebelumnya kemungkinan benar. Observasi dari Hubble dan Very Large Telescope memperkuat dugaan bahwa galaksi ini memang aneh secara fisik. Bahkan, galaksi ini mungkin terbentuk akibat tabrakan gravitasi antara dua galaksi besar yang secara kebetulan mengusir sebagian besar materi gelapnya.
Petunjuk Baru dari Alam Semesta yang Tak Terduga
Temuan galaksi tanpa materi gelap justru memperkaya pandangan kita tentang bagaimana galaksi terbentuk. Jika galaksi seperti DF2 dan DF4 benar-benar ada, artinya materi gelap tidak selalu diperlukan untuk membentuk struktur kosmik. Ini bisa mengarah pada revisi besar dalam teori fisika dan kosmologi modern.
Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa galaksi ini mungkin hasil “kecelakaan kosmik” yang sangat langka. Dalam skenario tersebut, dua galaksi bertabrakan dan sebagian besar materi gelapnya tercerabut keluar, menyisakan kumpulan bintang yang tampak lemah namun tetap terikat secara gravitasi.
Implikasi Kosmologis: Ujian untuk Teori Materi Gelap
Penemuan ini memberi tekanan besar pada model kosmologi standar, yang dikenal sebagai ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter). Model ini mengasumsikan bahwa seluruh struktur besar di alam semesta terbentuk di atas fondasi materi gelap. Tapi jika galaksi bisa terbentuk tanpa itu, maka ada celah yang harus dijelaskan.
Alternatif lain muncul dari teori Modified Newtonian Dynamics (MOND), yang berpendapat bahwa hukum gravitasi klasik mungkin berubah pada skala tertentu. Dalam teori ini, efek yang kita sebut “materi gelap” sebenarnya adalah hasil dari gravitasi yang bekerja berbeda pada jarak besar. Galaksi seperti DF2 bisa menjadi “bukti hidup” yang menguji mana teori yang lebih benar.
Apakah Alam Semesta Menyimpan Lebih Banyak Kejutan?
Setiap kali para astronom berpikir mereka telah memahami alam semesta, ruang angkasa selalu memberi kejutan baru. Galaksi hantu seperti DF2 dan DF4 menunjukkan bahwa kosmos jauh lebih kompleks dan fleksibel daripada model matematika kita. Mungkin saja materi gelap tidak seragam di seluruh alam semesta, atau bahkan memiliki interaksi yang belum bisa kita ukur.
Tim astronom kini sedang memburu galaksi serupa di berbagai penjuru langit, menggunakan teleskop seperti James Webb Space Telescope (JWST) dan Vera C. Rubin Observatory. Jika lebih banyak galaksi tanpa materi gelap ditemukan, itu akan memperkuat gagasan bahwa kita baru menyentuh permukaan dari misteri kosmos.
Kesimpulan: Tantangan Baru bagi Ilmu Pengetahuan
Penemuan galaksi tanpa materi gelap bukan sekadar anomali kecil; ia adalah tantangan filosofis bagi seluruh cara kita memahami alam semesta. Seperti teka-teki kosmik, DF2 dan DF4 memaksa para ilmuwan untuk mempertanyakan dasar teori yang selama ini dianggap mutlak.
Apakah kita salah memahami gravitasi? Apakah materi gelap tidak selalu hadir dalam pembentukan galaksi? Atau justru galaksi ini adalah hasil langka dari tabrakan kosmik yang luar biasa?
Hingga saat ini, jawaban pastinya belum ditemukan. Namun satu hal yang jelas: misteri ini membuat astronomi semakin menarik—dan mengingatkan kita bahwa alam semesta selalu lebih aneh daripada yang kita bayangkan.
Sumber : Sciencenews