Materi Gelap di Pusat Galaksi: Teori Baru untuk Sagitarius A*

14

Penelitian terbaru menantang asumsi lama bahwa objek supermasif di jantung Bima Sakti, Sagitarius A (Sgr A ), adalah lubang hitam. Sebaliknya, para ilmuwan mengusulkan bahwa itu mungkin merupakan gumpalan materi gelap yang sangat padat – sebuah konsep yang memiliki implikasi luas terhadap pemahaman kita tentang galaksi dan sifat materi gelap itu sendiri.

Kasus Materi Gelap di Lubang Hitam

Selama bertahun-tahun, para astronom telah mengamati bintang-bintang yang mengorbit Sgr A* dengan kecepatan luar biasa – hingga 10% kecepatan cahaya – yang mengkonfirmasi adanya gaya gravitasi yang kuat. Orbit “sumber-G” yang diselimuti debu di dekat Pusat Galaksi juga sejajar dengan gravitasi yang kuat ini. Secara tradisional, hal ini dikaitkan dengan lubang hitam yang massanya 4,6 juta kali massa Matahari kita. Namun, model baru menunjukkan bahwa gumpalan materi gelap yang sama besarnya dapat menghasilkan efek yang sama persis.

Ini bukan sekadar menukar satu objek tak kasat mata dengan objek lain. Kuncinya terletak pada jenis materi gelap. Model tim ini membutuhkan materi gelap “fermionik”, yang terdiri dari partikel ultra-cahaya, untuk membentuk inti kompak yang meniru lubang hitam sekaligus menciptakan halo luas dan menyebar melampaui galaksi yang terlihat. Komposisi materi gelap lainnya tidak dapat meniru struktur ini.

Peran Gaia dalam Menantang Model yang Ada

Bukti yang mendukung teori ini sebagian berasal dari data yang dikumpulkan oleh misi Gaia Badan Antariksa Eropa. Gaia secara akurat memetakan rotasi bintang-bintang di lingkaran terluar Bima Sakti, mengungkapkan adanya perlambatan dalam kurva rotasi galaksi – sebuah fenomena yang dikenal sebagai penurunan Keplerian.

Model kosmologis standar, yang mengasumsikan materi gelap “dingin” (bergerak lambat), kesulitan menjelaskan penurunan ini. Namun, materi gelap fermionik memperkirakan halo yang lebih rapat dan kompak yang dapat menyebabkan perlambatan yang diamati. Hal ini penting karena menjembatani kesenjangan antara pengamatan di pusat galaksi dan pengamatan di lingkaran luar galaksi.

Bayangan Keraguan: Penjelasan Gambar Event Horizon Telescope

Salah satu tantangan besar terhadap hipotesis materi gelap adalah gambar Sgr A* yang ditangkap oleh Event Horizon Telescope (EHT). Cincin bercahaya di sekitar wilayah tengah yang gelap tampak konsisten dengan bayangan yang dihasilkan oleh lubang hitam. Namun, para peneliti telah menunjukkan bahwa inti padat materi gelap fermionik juga dapat membelokkan cahaya dengan cukup kuat untuk menciptakan bayangan serupa, meskipun tidak terlihat oleh pengamatan langsung.

“Model kami tidak hanya menjelaskan orbit bintang dan rotasi galaksi namun juga konsisten dengan gambar ‘bayangan lubang hitam’ yang terkenal,” kata Valentina Crespi, ketua tim di Institut Astrofisika La Plata.

Langkah Selanjutnya: Menguji Teori

Meskipun model materi gelap telah berhasil mereplikasi perilaku yang diamati, termasuk orbit bintang, struktur galaksi, dan bayangan lubang hitam, model ini masih berada pada tahap awal. Tim mengusulkan observasi masa depan menggunakan Very Large Telescope (VLT) untuk mencari “cincin foton” di sekitar Sgr A*. Kehadiran mereka akan mengkonfirmasi adanya lubang hitam; ketidakhadiran mereka dapat memperkuat dugaan adanya inti materi gelap.

Perdebatan ini masih jauh dari selesai. Misteri utama Bima Sakti masih ada – gumpalan materi gelap atau lubang hitam supermasif? Hanya pengamatan lebih lanjut yang akan mengungkapkan kebenarannya.