Deteksi Galaksi 10 Milyar Tahun Cahaya

Para ilmuan telah lama berusaha mendeteksi galaksi cebol redup yang mengorbit galaksi kita. Mengejutkan ketika tanggal 18 Januari 2012, sebuah tim astronom menggunakan optika adaptif teleskop Keck II mengumumkan penemuan sebuah galaksi cebol, saparuh alam semesta jauhnya.

Galaksi cebol baru yang ditemukan oleh Dr Simona Vegetti dan koleganya dari MIT adalah sebuah satelit dari sebuah galaksi lonjong hampir 10 miliar tahun cahaya dari Bumi. Tim ini mendeteksinya dengan mempelajari bagaimana galaksi lonjong raksasa ini, disebut  JVAS B1938 + 666, menjadi sebuah lensa gravitasi untuk cahaya dari galaksi yang lebih jauh lagi dibaliknya. Penemuan mereka diterbitkan dalam edisi 18 Januari jurnal   Nature.

Seperti semua galaksi lonjong supermasif, gravitasi  JVAS B1938 + 666 dapat membelokkan cahaya yang melewatinya. Seringkali cahaya dari galaksi latar belakang terbengkokkan menjadi busur mengelilingi galaksi lensa, dan  membentuk apa yang disebut cincin Einstein. Dalam kasus ini, cincinnya terbentuk terutama oleh dua citra terlensa dari galaksi latar belakang. Ukuran, bentuk, dan kecemerlangan cincin Einstein tergantung pada distribusi massa sepanjang galaksi pelensa latar depan.

 Vegetti dan timnya memperoleh citra dekat inframerah ekstra tajam dari  JVAS B1938 + 666 dengan menggunakan teleskop Keck II berdiameter 10 meter dan sistem optik adaptifnya, yang membetulkan efek pengkaburan atmosfer Bumi dan memberikan citra yang luar biasa tajam. Dengan data ini, mereka menentukan dengan teliti distribusi massa  JVAS B1938 + 666 serta bentuk dan kecemerlangan galaksi latar belakangnya.

Para peneliti menggunakan teknik numerik canggih untuk menurunkan sebuah model massa galaksi lensa, dan memetakan massa lensa berlebih lainnya yang tidak dapat diperhitungkan untuk galaksi tersebut. Apa yang mereka temukan adalah massa berlebih di dekat cincin Einstein yang mereka sebutkan sebagai bukti keberadaan sebuah galaksi satelit atau galaksi cebol. Tim Vegetti juga menggunakan model analitis terpisah untuk menguji massa berlebih yang terdeteksi. Mereka menemukan kalau sebuah galaksi satelit memang diperlukan untuk menjelaskan data tersebut.

“Galaksi satelit ini mengesankan karena ia dideteksi dalam peta massa berlebih walaupun massanya rendah,” komentar  Robert Schmidt dari Pusat Astronomi Universitas Heidelberg, dalam artikel Nature terkait. “Pertanyaannya yang biasa diajukan adalah apakah galaksi satelit itu dapat diamati langsung ketimbang dari pengaruh gravitasinya pada bentuk benda latar belakang. Dengan alat saat ini, jawabannya tidak. Bendanya terlalu jauh untuk dicitrakan langsung. Namun pesannya disini adalah mungkin menemukan benda ini di sekitar galaksi lensa jauh tanpa tahu dimana melihatnya.”

Galaksi  kita dipercaya terbentuk selama miliaran tahun lewat penyatuan banyak galaksi kecil. Jadi diduga kalau harusnya ada banyak galaksi cebol yang lebih kecil di sekitar Bima Sakti. Walau begitu, sangat sedikit dari galaksi relik kecil ini teramati yang membuat para astronom menyimpulkan kalau banyak di antaranya pasti memiliki sangat sedikit bintang atau mungkin hampir seluruhnya tersusun dari materi gelap.

Para ilmuan berteori kalau eksistensi materi gelap menjelaskan pengamatan kalau ada jauh lebih banyak massa di alam semesta dari yang dapat dilihat. Walau begitu, karena partikel-partikel yang menyusun materi gelap tidak menyerap atau memancarkan cahaya, mereka sejauh ini terbukti mustahil dideteksi dan diidentifikasi. Model komputer menunjukkan kalau Bima Sakti harusnya mempunyai 10 ribu galaksi cebol satelit, namun hanya 30 saja yang saat ini telah diamati.

 “Mungkin kalau banyak galaksi satelit tersusun dari materi gelap, membuatnya sulit dideteksi, atau mungkin ada masalah dengan cara kita memikirkan pembentukan galaksi,” kata Vegetti.  Dalam studi ini, Vegetti bekerja sama dengan  Prof. Leon Koopmans dari Universitas Groningen, Belanda;   Dr. David Lagattuta dan Prof. Christopher Fassnacht dari Universitas California di Davis;   Dr. Matthew Auger dari Universitas California Santa Barbara; dan  Dr. John McKean dari Institut Astronomi Radio Belanda.

“Keberadaan galaksi gelap massa rendah ini hanya berada dalam batasan kita menduga kalau Alam Semesta terdiri dari materi gelap yang memiliki suhu rendah. Walau begitu, satelit gelap lainnya dibutuhkan untuk mengkonfirmasi kesimpulan ini,” kata Vegetti.

Sumber berita:

W. M. Keck Observatory.

Referensi jurnal:

S. Vegetti, D. J. Lagattuta, J. P. McKean, M. W. Auger, C. D. Fassnacht, L. V. E. Koopmans. Gravitational detection of a low-mass dark satellite galaxy at cosmological distance. Nature, 2012; 481 (7381): 341 DOI: 10.1038/nature10669