Sinar Gamma Pusat Galaksi Ungkap Sinyal Materi Gelap

Tinuku
KeSimpulan.com - Mengungkap sisi gelap galaksi. Sinar gamma di pusat Bima Sakti mungkin menunjukkan hilangnya massa alam semesta.

Selama bertahun-tahun klaim paling heboh, para ilmuwan menemukan bukti materi gelap (dark matter) yaitu material misterius yang diyakini menempati lebih dari 80 persen massa alam semesta, telah mereda. Namun klaim baru tentang deteksi materi gelap mungkin lebih memiliki kredibilitas kosmik.

Dan Hooper, fisikawan dari Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois, dan University of Chicago besama Lisa Goodenough dari New York University melaporkan 15 Oktober ke arXiv.org tentang ketidakjelasan surplus sinar gamma energik yang dipancarkan dari pusat galaksi. Sinar gamma ini tercatat selama dua tahun terakhir oleh instrumen pesawat ruang angkasa NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope yang diluncurkan pada tahun 2008.

Materi gelap, seperti atom pada umumnya diprediksi terkonsentrasi di pusat galaksi sehingga inti Bima Sakti menjadi salah satu tempat yang paling menjanjikan untuk mencari tanda tangan eksistensi materi gelap dan secara teoritis mendukung. Steve Ritz, peneliti Fermi dari University of California, Santa Cruz mengatakan pusat galaksi juga menjadi salah satu tempat yang paling kompleks karena sangat bervariasi tetapi emisi sinar gamma kurang begitu dipahami.

Analisis Hooper dan Goodenough tentang sinar gamma terdalam yang ditangkap Fermi dari 175 tahun cahaya dan menemukan sinyal gamma-ray naik tajam dengan puncak energi antara 2 miliar hingga 4 miliar elektron volt, sekitar satu miliar kali energi cahaya tampak. Hooper menegaskan bahwa lokasi dan energi dari sinar gamma tidak dapat dengan mudah dijelaskan dari pabrik material seperti ultradense yaitu bintang yang berputar cepat atau disebut pulsar.

"Dalam penelitian ini, kami membahas sejumlah kemungkinan asal sinyal astrofisika, termasuk populasi pulsar, interaksi sinar kosmik, dan emisi dari lubang hitam supermasif galaksi kita. Dan pada akhirnya tidak ada kombinasi dari berbagai sumber astrofisika yang bisa memberikan sinyal seperti yang kita lihat. Akhirnya kita hanya bosan dan menyimpulkan sepertinya tidak ada cara untuk menjelaskannya kecuali satu hal yaitu mencoba materi gelap dengan indah tanpa lonceng atau peluit khusus," kata Hooper.

Para astronom membutuhkan beberapa jenis kemunculan atau hilangnya material gelap untuk menjelaskan mengapa galaksi dan cluster galaksi tidak terbang berpisah, serta bagaimana alam semesta berevolusi dari Big Bang ke keadaan sekarang. Lem gravitasi yang disediakan oleh materi biasa hampir tidak cukup untuk menjaga alam semesta tetap utuh atau menjelaskan bagaimana struktur kompleks kosmos muncul. Kepadatan materi gelap disimpulkan oleh Hooper dan Goodenough berada di ballpark yang tepat untuk menjelaskan materi yang hilang.

Hooper dan Goodenough tahun lalu melaporkan ke arXiv.org hanya berdasarkan satu tahun data Fermi, mereka lebih berhati-hati. Namun dengan data dua tahun "saya lebih percaya diri bahwa kami melihat sinyal materi gelap," kata Hooper. Selain itu, massa partikel materi gelap yang diusulkan Hooper dan Goodenough disimpulkan konsisten dengan temuan dari dua eksperimen langsung deteksi materi gelap yaitu CoGeNT (dalam tambang bawah tanah di Soudan, Minnesota utara) dan DAMA Gran Sasso National Laboratory, laboratorium bawah tanah di dekat Roma).

Hooper mengatakan penjelasannya sesuai dengan eksperimen DAMA. "Anda seharusnya melihat ekspresi wajah saya ketika kode-kode angka keluar dari komputer. Saya rasa tidak ada orang yang akan percaya ... Entah ini adalah sesuatu atau ini kebetulan yang luar biasa. Dan saya pikir ini adalah sesuatu," kata Hooper.

Neal Weiner, fisikawan dari NYU mengatakan karena pusat galaksi "adalah tempat sulit untuk dipelajari, untuk memastikannya tidak berarti seseorang bisa mencuci sinyal dari samping. Fitur ini memiliki cutoff dramatis dalam spektrum dan sebuah falloff cepat sebagai fungsi dari radius. Saya tidak tahu sebuah populasi objek astrofisika yang memiliki distribusi seperti ini."

Meskipun demikian, Weiner memperingatkan, "kami harus berhati-hati sebelum membuat klaim" bahwa sinyal berasal dari materi gelap.

Ritz bersama kolaborator Fermi (Hooper dan Goodenough bukan anggota tim Fermi) masih bekerja keras tentang ketidakpastian estimasi ke dalam distribusi dan identitas biasa sumber emisi gamma-ray sebelum masuk ke dalam bahasan materi gelap. "Jika Anda ingin mengklaim fisika baru, beban pembuktiannya sangat berat, Anda harus melempar berbagai interpretasi astrofisika standar," kata Ritz.

Tugas yang rumit, kata Simona Murgia, peneliti Fermi dari SLAC National Accelerator Laboratory di Menlo Park, California. Sinar gamma yang diamati Fermi "dihasilkan tidak hanya di pusat galaksi tetapi juga dalam garis pandang antara kita dan pusat galaksi dan seterusnya," kata Murgia.
  1. Dan Hooper and Lisa Goodenough. Dark Matter Annihilation in The Galactic Center As Seen by the Fermi Gamma Ray Space Telescope, arXiv:1010.2752v1 [hep-ph], (Submitted on 13 Oct 2010)
  2. Lisa Goodenough and Dan Hooper. Possible Evidence For Dark Matter Annihilation In The Inner Milky Way From The Fermi Gamma Ray Space Telescope, arXiv:0910.2998v2 [hep-ph], (Submitted on 15 Oct 2009)
  3. Fermi National Accelerator Laboratory ~ http://www.fnal.gov/
  4. NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope ~ http://fermi.gsfc.nasa.gov/
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment