Para astronom belum sepenuhnya memahami Pusat Galaksi—jantung Bima Sakti—meskipun mereka cukup yakin bahwa Sagittarius A*, sebuah lubang hitam supermasif, benar ada dan mengendalikan objek-objek kosmik di sekitarnya. Namun sebuah studi baru mengusulkan bahwa lubang hitam tersebut mungkin tidak sebegitu berpengaruh seperti yang kita percaya. Alih-alih, kekuatan dominan yang bertanggung jawab mungkin adalah gumpalan besar materi tak kasatmata.
Makalah yang diterbitkan hari ini di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society tidak menyangkal keberadaan Sagittarius A*—bagaimanapun juga, para ilmuwan telah menemukan bukti cukup yang menunjukkan ia nyata. Melainkan, para peneliti ini mempertanyakan teori bahwa lubang hitam supermasif tersebut secara efektif mengontrol orbit yang diamati dari bintang-bintang S, sekelompok bintang yang berputar cepat di Pusat Galaksi. Sebagai gantinya, mereka menunjukkan bahwa inti padat dan kompak dari materi gelap—zat tak kasatmata yang diyakini menyusun sekitar 85% massa alam semesta—dapat dengan mudah meniru tarikan gravitasi sebuah lubang hitam, sekaligus lebih merepresentasikan beberapa pengamatan tak terjelaskan terkait Pusat Galaksi.
“Ini pertama kalinya sebuah model materi gelap berhasil menjembatani skala yang sangat berbeda dan berbagai orbit objek ini,” ujar Carlos Argüelles, rekan penulis studi dan seorang astrofisikawan di Institute of Astrophysics La Plata di Argentina, dalam sebuah pernyataan.
Berhadapan dengan yang Tak Kasatmata
Lubang hitam dan materi gelap memiliki beberapa kemiripan. Keduanya tidak diketahui memancarkan cahaya, sehingga pada dasarnya kita tidak dapat “melihat” mereka. Sebaliknya, kita menyadari keberadaan mereka dari cara mereka memengaruhi materi di sekitarnya yang bisa kita lihat.
Tentu saja, sementara para ilmuwan telah menemukan bukti kuat untuk lubang hitam, hal yang sama belum dapat dikatakan untuk materi gelap. Meski demikian, para ilmuwan punya alasan cukup untuk percaya bahwa materi gelap ada dan mendukung berbagai gaya yang menyatukan alam semesta kita. Sebagai massa “yang hilang” dari alam semesta, ia seharusnya memberikan pengaruh signifikan di setiap penjuru kosmos—sebuah gagasan yang menjadi titik awal bagi studi baru ini.
Inti Materi Gelap
Untuk studi ini, tim menjalankan simulasi yang membandingkan kelayakan model materi gelap mereka dibandingkan dengan model lubang hitam tradisional. Secara teori, inti tersebut akan menghasilkan “inti superpadat dan kompak yang dikelilingi oleh halo cahaya yang luas dan menyebar”—partikel subatomik yang bertindak sebagai satu kesatuan, jelas para peneliti.
Simulasi memberi para peneliti beberapa prediksi parameter orbital bagi penghuni Pusat Galaksi, termasuk bintang-bintang S dan populasi awan gas yang disebut sumber G. Yang mengejutkan mereka, prediksi dari kedua model berbeda kurang dari 1%, mengonfirmasi bahwa—secara statistik—sebuah inti materi gelap sama masuk akalnya dengan sebuah lubang hitam supermasif.
Kesamaan ini konsisten dengan gambar “bayangan” lubang hitam, karena inti materi gelap yang padat akan membelokkan cahaya dengan kuat, persis seperti lubang hitam, menciptakan penampakan serupa.
Lebih dari itu, model khusus ini terbukti cocok dengan pengamatan terbaru terhadap halo luar Bima Sakti, yang menunjukkan bagaimana bintang dan gas mengorbit jauh dari Pusat Galaksi. Fisika dari inti materi gelap fermionik mendukung pengamatan terkini dari misi GAIA DR3 Badan Antariksa Eropa, yang mengamati perlambatan kurva rotasi Bima Sakti, kata para peneliti.
Lalu, Apa Implikasinya?
Meski demikian, tim masih punya banyak lagi yang harus dibuktikan jika berharap untuk menggantikan Sagittarius A* sebagai penguasa utama Pusat Galaksi. Seperti diakui dalam makalah baru tersebut, model materi gelap tidak secara definitif lebih baik daripada model lubang hitam yang dominan, meskipun hampir menyamainya. Tentu saja, ada juga masalah besar bahwa kita belum benar-benar menemukan materi gelap—dan, terkait hal itu, apakah ia akan berupa jenis spesifik yang digunakan dalam model ini.
Para peneliti mengantisipasi bahwa data baru dari instrumen generasi mendatang akan membantu menguji model ini lebih lanjut. Dan jika mereka akhirnya menemukan sesuatu yang besar, dunia astrofisika mungkin akan mendapat kejutan yang sangat menggembirakan.