Diposting Selasa, 12 Oktober 2010 jam 2:16 pm oleh Gun HS

Bintang Materi Gelap Bisa Memecahkan Misteri Kosmis

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Selasa, 12 Oktober 2010 -


Pada awal alam semesta, bintang-bintang pertama mungkin tidak dibuat dari materi biasa, tapi dari sepupunya yang misterius, materi gelap. Tapi bagaimana persisnya semua terjadi tetap menjadi misteri, dan jika berhasil memecahkannya, ini bisa membantu para astronom memahami materi gelap itu sendiri.

Materi gelap merupakan substansi yang diduga menyebar di seluruh alam semesta, namun cukup keras kepala untuk bersedia menunjukkan dirinya pada teleskop atau metode deteksi langsung lain bagi para ilmuwan untuk bisa menyorotinya. Namun para peneliti dapat merasakan keberadaannya berdasarkan gravitasi yang menarik materi gelap terdesak pada bintang normal dan galaksi.

Ilustrasi artis, menunjukkan seperti apa kira-kira bentuk "bintang gelap" jika dilihat dengan menggunakan sinar infra merah. Inti bintang diselimuti awan hidrogen dan gas helium. Studi menunjukkan bintang-bintang pertama di alam semesta tidak bersinar, tetapi mungkin telah menjadi bintang gelap. (Kredit: Universitas Utah)

Ada banyak teori bersaing seputar apa sebenarnya yang menjadi bahan dari materi gelap itu, dan gagasan masing-masing dilengkapi dengan sifat dan implikasi yang sedikit berbeda. Sekarang, sebuah studi terbaru memperhitungkan kemungkinan bentuk materi gelap yang dapat mengarah pada sesuatu yang disebut bintang gelap.

Tidak benar-benar gelap

“Tidak semua jenis materi gelap akan mampu membentuk bintang gelap,” kata pemimpin studi, Paolo Gondolo dari Universitas Utah. “Dalam hal ini, bintang gelap adalah alat untuk memahami sifat dari materi gelap.”

Istilah bintang gelap agak menyesatkan, katanya, karena pada kenyataannya, bintang-bintang ini akan memancarkan cahaya dan akan terlihat. Tetapi materi yang bereaksi pada inti bintang untuk membentuk cahaya tersebut bisa jadi adalah materi gelap, bukan materi biasa.

Alam semesta yang terlihat saat sekarang, sekitar 13,7 miliar tahun kemudian setelah Big Bang, berdasarkan simulasi komputer (tebaran hijau mewakili materi gelap dan titik-titik mewakili galaksi). (Kredit: Alvaro Orsi, Institut Computational Cosmology, Universitas Durham.)

Meskipun bintang gelap belum pernah terobservasi oleh teleskop, beberapa ahli yakin observatorium masa depan seperti Teleskop James Webb Space, pengganti Teleskop Hubble Space, yang mulai beroperasi tahun 2014 nanti, akan mampu melakukan pekerjaan ini.

“Jika kami bisa mendeteksi bukti bintang gelap, atau dapat mengatakan bahwa tidak ada bintang gelap, maka ini akan menghadirkan batasan pada terbuat dari apakah materi gelap itu,” kata Gondolo.

Bagaimana bintang itu bisa terbentuk?

Banyak partikel kandidat materi gelap merupakan rekan antimateri mereka sendiri, yang berarti jika dua partikel hadir cukup berdekatan, maka mereka akan musnah untuk menghasilkan energi, beberapanya dipancarkan dalam bentuk cahaya.

Saat ini, dengan menyebarnya alam semesta, materi tidak terkemas cukup ketat bagi partikel materi gelap menjadi terkondensasi ke titik yang menghancurkan. Tapi setelah Big Bang saat alam semesta masih muda dan relatif kecil, kondisi tersebut sangat tepat bagi pembentukan bintang gelap.

Materi gelap hanya akan membentuk fraksi yang sangat kecil dari total massa bintang tersebut – sisanya akan menjadi materi normal. Tetapi proses pemusnahan materi gelap sangat efisien, karena tabrakan partikel-partikel gelap akan mengkonversi semua massa mereka menjadi energi melalui persamaan Einstein, E = mc2.

Jadi, bintang gelap bersinar cukup cerah.

Akhirnya, ketika pasokan materi gelap di dalam bintang itu habis, materi normal akan mengembun untuk memulai proses fusi nuklir biasa, yang sebagian besar merupakan bahan bakar bintang. Beberapanya bisa saja masih ada hingga saat ini.

Beberapa kandidat baik

Salah satu kandidat yang populer untuk hal-hal yang membentuk materi gelap adalah sebuah partikel dasar yang disebut axion. Partikel-partikelnya secara hipotetis diprediksi oleh teori, tetapi tidak pernah terdeteksi.

Mereka tidak memiliki muatan listrik, massa kecil, dan sangat resisten untuk berinteraksi dengan materi biasa – sebuah kualifikasi kunci yang membuat beberapa ilmuwan menduga, merekalah penyebab di balik materi gelap.

“Kami menemukan bahwa axion tidak baik untuk membentuk bintang gelap,” kata Gondolo. Karakteristik tertentu mereka tidak cocok untuk bereaksi dalam cara yang dibutuhkan pada bintang-bintang bertenaga. Itu berarti, jika bintang gelap terobservasi, axion mungkin tidak lagi menjadi kandidat.

Sebuah gambar dari model komputer menunjukkan pembentukan bintang-bintang pertama. Corak biru dalam gambar ini merefleksikan perbedaan kerapatan materi gelap yang hangat. (Kredit: Sains)

Kemungkinan lain adalah kategori hipotetis partikel yang disebut WIMPs (interaksi lemah partikel masif). Yang ini akan cukup berat – dapat membantu menjelaskan mengapa materi gelap mencapai 98 persen dari semua materi di alam semesta, menurut para ilmuwan.

Bagian interaksi lemah menunjukkan sifat angkuh mereka – mereka jarang bereaksi dengan partikel lain – dan sekali lagi, kualifikasi lain jika mereka adalah bahan dari materi gelap.

Beberapa WIMPs, faktanya, memang baik untuk membentuk bintang gelap. Salah satu jenisnya, partikel yang disebut neutralino, merupakan hasil prediksi teori supersimetris, teori yang menyatakan bahwa setiap partikel memiliki partikel mitra simetris yang belum kita temukan.

Salah satu jenis neutralino, yaitu photino (mitra foton), adalah yang paling teringan – dan karenanya paling mudah dideteksi – dari mitra-mitra lainnya.

“Neutralino dapat menghasilkan bintang gelap, dengan sangat sedikit pengecualian,” kata Gondolo.

Penemuan ini dipublikasikan dalam edisi terbaru Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Sumber: space.com

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.