Untuk pertama kalinya, para ilmuwan mungkin telah menemukan bukti tidak langsung bahwa sejumlah besar materi gelap tak terlihat mengelilinginya lubang hitam. Penemuan tersebut, jika dikonfirmasi, bisa menjadi terobosan besar dalam studi materi gelap.
Materi gelap membentuk sekitar 85% dari semua materi di alam semesta, tetapi hampir sepenuhnya tidak terlihat oleh para astronom. Ini karena, tidak seperti materi yang membentuk bintang, planet, dan segala sesuatu di sekitar kita, materi gelap tidak berinteraksi dengan cahaya dan tidak dapat dilihat.
Untungnya, materi gelap berinteraksi secara gravitasi, yang memungkinkan para peneliti menyimpulkan keberadaan materi gelap dengan melihat efek gravitasinya pada "perwakilan" materi biasa. Dalam sebuah studi baru, tim ilmuwan dari Universitas Pendidikan Hong Kong menggunakan bintang yang mengorbit lubang hitam dalam sistem biner sebagai "perwakilan" semacam itu.
Tim mengamati saat orbit kedua bintang melambat, atau sedikit melambat, sekitar 1 milidetik per tahun saat mereka bergerak di sekitar lubang hitam pendampingnya, yang diberi nama A0620-00 dan XTE J1118+480. Tim menyimpulkan bahwa perlambatan tersebut adalah hasil dari materi gelap yang menelan lubang hitam dan menciptakan gesekan dan gravitasi yang signifikan bagi bintang-bintang saat mereka mengorbit pasangannya yang lebih masif.
Menggunakan simulasi komputer sistem lubang hitam, tim menerapkan model gesekan dinamis materi gelap, yang banyak digunakan dalam kosmologi, yang mengasumsikan hilangnya momentum tertentu oleh objek yang berinteraksi secara gravitasi dengan materi gelap. Simulasi menunjukkan bahwa tingkat peluruhan orbit yang diamati sesuai dengan prediksi model gesekan. Laju peluruhan orbit yang diamati adalah sekitar 50 kali perkiraan teoretis, yaitu sekitar 0,02 milidetik peluruhan orbit per tahun untuk biner tanpa materi gelap.
"Ini adalah studi pertama yang menggunakan 'model gesekan dinamis' untuk mengonfirmasi dan membuktikan keberadaan materi gelap di sekitar lubang hitam," kata Jang Man Ho (dibuka di tab baru), pemimpin kelompok dan profesor asosiasi dari Departemen Lingkungan Ilmu Pengetahuan Alam dan Lingkungan dalam aplikasi Anda.
Hasil penelitian yang diterbitkan pada 30 Januari di The Astrophysical Journal Letters, membantu mengonfirmasi teori lama dalam kosmologi bahwa lubang hitam dapat menyerap materi gelap yang datang cukup dekat dengannya. Hal ini menyebabkan redistribusi materi gelap di sekitar lubang hitam, menciptakan "lonjakan kepadatan" di sekitarnya, yang secara halus dapat memengaruhi orbit objek di sekitarnya.
Chan menjelaskan bahwa upaya sebelumnya untuk mempelajari materi gelap di sekitar lubang hitam bergantung pada emisi cahaya berenergi tinggi dalam bentuk sinar gamma, atau pulsasi di ruang angkasa yang dikenal sebagai gelombang gravitasi. Emisi ini disebabkan oleh tabrakan dan penggabungan lubang hitam, peristiwa langka di alam semesta yang dapat membuat para astronom menunggu lama untuk mendapatkan data yang cukup.
Penelitian ini memberi para ilmuwan cara baru untuk mempelajari materi gelap yang tersebar di sekitar lubang hitam, yang dapat membantu mereka lebih aktif dalam pencarian mereka. Tim bermaksud mencari binari lubang hitam serupa untuk dipelajari di masa depan.
“Penelitian ini membuka arah baru yang penting untuk penelitian materi gelap di masa depan,” kata Chan. "Hanya dalam satu galaksi, Bima Sakti, setidaknya ada 18 sistem biner yang mirip dengan objek dalam penelitian kami, yang dapat memberikan informasi kaya yang akan membantu mengungkap misteri materi gelap."
Baca juga: