Materi gelap misterius tidak terlihat melalui teleskop dari jarak manapun. Ia memanifestasikan dirinya hanya sebagai efek gravitasi pada materi biasa. Kebenaran yang menyedihkan ini sepertinya harus dipertimbangkan kembali. Untuk menyenangkan para ilmuwan.
Dalam gugus galaksi yang jauh, ada sesuatu yang menyerap dan memancarkan kembali sinar-X energi tertentu. Dan sesuatu ini tidak bisa menjadi zat biasa. Kesimpulan ini dibuat dalam penelitian yang diterbitkan oleh kelompok penelitian yang dipimpin oleh Joseph P. Conlon dari Universitas Oxford. Karya tersebut tersedia di situs pracetak arXiv.org.
Menurut siaran pers penelitian, kisah detektif ini dimulai pada tahun 2014. Kemudian tim ilmiah yang dipimpin oleh Ezra Bulbul (Esra Bulbul) dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge menemukan fenomena aneh. Emisi sinar-X dari gugus galaksi yang dikenal dengan Gugus Perseus menunjukkan garis emisi spektral dengan energi 3,5 keV. Hasilnya diperoleh dengan menggunakan instrumen teleskop XMM-Newton dan Chandra. Garis yang sama ditemukan dalam radiasi 73 gugus galaksi lain yang direkam oleh teleskop XMM-Newton.
Hanya seminggu setelah publikasi hasil ini, kelompok lain, yang dipimpin oleh Alexey Boyarsky dari Universitas Leiden di Belanda, melaporkan pengamatan garis yang sama pada radiasi galaksi M31 dan pinggiran cluster Perseus pada instrumen XMM-Newton yang sama.
Tidak ada proses astrofisika yang diketahui mengarah pada pembentukan garis seperti itu. Oleh karena itu, para astronom telah menyarankan bahwa mereka berurusan dengan radiasi materi gelap misterius.
Banyak astronom telah mencoba meniru pengamatan ini, tetapi garis misterius itu ditemukan dan kemudian tidak. Hal ini menyebabkan para skeptis berspekulasi bahwa para ilmuwan mengalami kesalahan dalam pengoperasian instrumen atau dalam pemrosesan data.
Pada tahun 2016, teleskop baru Jepang Hitomi, yang dirancang khusus untuk mengamati garis spektral sinar-X, tidak dapat mendeteksi garis 3,5 keV dalam radiasi dari gugus Perseus. Tampaknya masalah itu akhirnya ditutup. Tapi itu hanyalah plot twist.
Tim Conlon memperhatikan bahwa gambar Hitomi jauh lebih tidak tajam daripada gambar Chandra. Oleh karena itu, citra gugus Perseus mencampurkan sinyal dari dua sumber: radiasi gas panas yang terletak di sekitar galaksi masif di tengah gugus, dan cahaya yang memancar dari sekitar lubang hitam supermasif di tengah galaksi itu sendiri.
Video promosi:
Gambar Chandra yang lebih jelas memungkinkan untuk melihat kontribusi dari sumber-sumber ini. Dengan memanfaatkan hal ini, penulis dapat menganalisis secara terpisah kontribusi lubang hitam dan radiasi gas panas.
Setelah di tangan mereka pengamatan awal "Chandra" yang dilakukan pada tahun 2009, mereka menemukan hal yang menakjubkan: garis spektral 3,5 keV diamati, tetapi dalam "sinar-X" yang dipancarkan oleh gas, itu adalah garis radiasi, dan dalam radiasi lubang hitam - sebuah garis penyerapan! Ternyata, teleskop Hitomi mencampurkan kontribusi dari dua sumber, akibatnya, garis-garis itu saling memberi kompensasi dan karenanya tidak teramati. Para peneliti memverifikasi ini dengan melakukan perhitungan yang sesuai.
Tetapi bagaimana mungkin, dengan melihat "langsung ke mata" lubang hitam, para astronom mendeteksi penyerapan kuanta dengan energi 3,5 keV, dan mengamati gas yang cukup jauh darinya, mereka menangkap radiasi dalam bentuk kuanta ini?
Fenomena ini telah lama diketahui oleh para ahli yang bekerja dengan teleskop optik. Bayangkan sebuah bintang terlindung dari kita oleh awan gas. Gas menyerap kuanta energi tertentu dan segera memancarkannya kembali. Tapi radiasi ini terjadi ke segala arah: kembali ke bintang, tegak lurus dengan garis "pengamat bintang" (garis pandang, seperti yang dikatakan para ahli), dan seterusnya. Oleh karena itu, dengan melihat langsung ke bintangnya, kita menemukan garis absorpsi, karena sebagian kuanta yang dipancarkan oleh bintang dengan energi ini tidak akan mencapai kita.
Sekarang kami dengan bangga berpaling dari bintang dan mengalihkan pandangan kami ke bagian awan itu, yang "ke samping" darinya. Atom gas ini juga menyerap radiasi bintang dan juga memancarkannya kembali. Tapi kali ini kita tidak melihat cahaya bintang itu sendiri, ia menyebar dengan sudut yang besar ke garis pandang. Tapi kita melihat bagian cahaya yang diserap yang dipancarkan gas ke arah kita (bagaimanapun juga, ia memancarkan cahaya ke segala arah secara merata). Oleh karena itu, ketika melihat daerah "samping" gas ini, kita akan melihat garis radiasi!
Semuanya, tampaknya, luar biasa. Dan sekitar lubang hitam supermasif benar-benar memancarkan kuanta dengan energi 3,5 keV, serta kuanta banyak energi lain dari jarak yang luas. Tetapi untuk mereproduksi gambar yang baru saja dijelaskan, kita perlu berasumsi bahwa di awan gas panas di sekitar galaksi ada sesuatu yang menyerap kuanta energi khusus ini, dan kemudian memancarkannya kembali. Dan, seperti disebutkan di atas, zat biasa tidak mampu melakukan ini!
Jadi, apakah itu masih materi gelap? Conlon dan rekan-rekannya berpikir demikian. Mereka bahkan mengembangkan model substansi misterius mereka sendiri yang mereproduksi perilaku ini. Namun, penulis belum mengabaikan varian kesalahan tersebut. Studi selanjutnya akhirnya harus mengklarifikasi masalah tersebut.
