Materi gelap adalah zat yang tidak dapat dideteksi oleh para astronom selama beberapa dekade, namun kita tahu bahwa materi tersebut memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap materi normal di alam semesta, seperti bintang dan galaksi. Melalui tarikan gravitasi masif yang diberikannya pada galaksi, ia memutarnya, memberikan dorongan ekstra di sepanjang orbitnya, atau bahkan menghancurkannya.

Seperti cermin karnaval kosmik, ia juga membelokkan cahaya dari objek jauh untuk menciptakan gambar yang terdistorsi atau banyak, suatu proses yang disebut pelensaan gravitasi.

Dan penelitian terbaru menunjukkan bahwa hal ini mungkin akan menciptakan lebih banyak drama daripada ini, dengan menghasilkan bintang-bintang yang meledak-ledak.

Terlepas dari semua kekacauan yang terjadi pada galaksi, tidak banyak yang diketahui tentang apakah materi gelap dapat berinteraksi dengan dirinya sendiri, selain melalui gravitasi. Jika ia mengalami gaya lain, gaya tersebut pasti sangat lemah, jika tidak maka gaya tersebut akan terukur.

Kandidat yang mungkin untuk partikel materi gelap, terdiri dari kelas hipotetis partikel masif yang berinteraksi lemah (atau WIMP), telah dipelajari secara intensif, sejauh ini belum ada bukti observasi.

Baru-baru ini, jenis partikel lain, yang juga berinteraksi lemah namun sangat ringan, telah menjadi fokus perhatian. Partikel-partikel ini, disebut aksion, adalah yang pertama diusulkan pada akhir tahun 1970an untuk memecahkan masalah kuantum, tetapi mereka mungkin juga cocok untuk materi gelap.

Tidak seperti WIMP, yang tidak bisa “bersatu” untuk membentuk benda-benda kecil, axion bisa melakukannya. Karena mereka sangat terang, sejumlah besar sumbu harus menjelaskan semua materi gelap, yang berarti mereka harus berdesakan bersama. Tetapi karena mereka adalah sejenis partikel subatom yang dikenal sebagai a Higgs, mereka tidak keberatan.

Faktanya, perhitungan menunjukkan bahwa sumbu-sumbu dapat tersusun begitu rapat sehingga mereka mulai berperilaku aneh—secara kolektif bertindak seperti gelombang—menurut aturan mekanika kuantum, teori yang mengatur dunia mikro atom dan partikel. Keadaan ini disebut a Kondensat Bose-Einstein, dan mungkin, secara tak terduga, memungkinkan sumbu membentuk “bintang” dari mereka sendiri.

Hal ini akan terjadi ketika gelombang bergerak dengan sendirinya, membentuk apa yang oleh fisikawan disebut sebagai “soliton”, yaitu gumpalan energi terlokalisasi yang dapat bergerak tanpa terdistorsi atau tersebar. Hal ini sering terlihat di Bumi pada pusaran dan pusaran air, atau cincin gelembung itu lumba-lumba menikmati bawah air.

Grafik baru studi memberikan perhitungan yang menunjukkan bahwa soliton tersebut akan bertambah besar ukurannya, menjadi bintang, berukuran serupa, atau lebih besar dari, bintang normal. Namun akhirnya menjadi tidak stabil dan meledak.

Energi yang dilepaskan dari salah satu ledakan tersebut (dijuluki “bosenova”) akan menyaingi supernova (bintang normal yang meledak). Mengingat materi gelap jauh lebih banyak daripada materi tampak di alam semesta, hal ini tentunya akan meninggalkan pengaruh dalam pengamatan kita terhadap langit. Kami belum menemukan bekas luka seperti itu, namun studi baru ini memberi kami sesuatu untuk dicari.

Tes Observasional

Grafik peneliti di balik penelitian ini mengatakan bahwa gas di sekitarnya, yang terbuat dari materi normal, akan menyerap energi ekstra dari ledakan dan memancarkan sebagian energinya kembali. Karena sebagian besar gas ini terbuat dari hidrogen, kita tahu bahwa cahaya ini seharusnya berada pada frekuensi radio.

Menariknya, observasi masa depan dengan Array Kilometer Persegi teleskop radio mungkin bisa menangkapnya.

Jadi, meskipun kembang api dari ledakan bintang gelap mungkin tersembunyi dari pandangan kita, kita mungkin dapat menemukan dampaknya dalam materi yang terlihat. Hal yang hebat tentang hal ini adalah bahwa penemuan seperti itu akan membantu kita mengetahui apa sebenarnya materi gelap itu – dalam hal ini, kemungkinan besar, axion.

Bagaimana jika observasi tidak mendeteksi sinyal yang diprediksi? Hal ini mungkin tidak akan mengesampingkan teori ini sepenuhnya, karena partikel “mirip sumbu” lainnya masih mungkin terjadi. Namun, kegagalan deteksi mungkin menunjukkan bahwa massa partikel-partikel ini sangat berbeda, atau bahwa partikel-partikel tersebut tidak berpasangan dengan radiasi sekuat yang kita duga.

Faktanya, hal ini pernah terjadi sebelumnya. Awalnya, sumbu diperkirakan akan berpasangan dengan sangat kuat sehingga mereka mampu melakukannya mendinginkan gas di dalam bintang. Namun karena model pendinginan bintang menunjukkan bahwa bintang baik-baik saja tanpa mekanisme ini, kekuatan kopling sumbu harus lebih rendah dari perkiraan semula.

Tentu saja, tidak ada jaminan bahwa materi gelap tersusun dari sumbu. WIMP masih menjadi pesaing dalam perlombaan ini, dan ada yang lain juga.

Kebetulan, beberapa penelitian menunjukkan bahwa materi gelap mirip WIMP juga dapat membentuk “bintang gelap”. Dalam hal ini, bintang-bintang akan tetap normal (terbuat dari hidrogen dan helium), dengan materi gelap yang menjadi sumber tenaganya.

Bintang gelap bertenaga WIMP ini diperkirakan berukuran supermasif dan hanya hidup dalam waktu singkat di awal alam semesta. Tapi mereka bisa diamati oleh Teleskop Luar Angkasa James Webb. Sebuah penelitian terbaru mengklaim tiga penemuan tersebut, meskipun juri masih belum yakin apakah itu benar-benar terjadi.

Namun demikian, ketertarikan terhadap aksis semakin meningkat, dan ada banyak rencana untuk mendeteksinya. Misalnya, aksis diharapkan untuk mengubahnya menjadi foton ketika melewati medan magnet, maka pengamatan foton dengan energi tertentu menyasar bintang-bintang yang memiliki medan magnet, seperti bintang neutron, atau bahkan matahari.

Secara teoritis, terdapat upaya untuk menyempurnakan prediksi seperti apa alam semesta dengan berbagai jenis materi gelap. Misalnya, axion dapat dibedakan dari WIMP dengan cara mereka membelokkan cahaya melalui pelensaan gravitasi.

Dengan observasi dan teori yang lebih baik, kami berharap misteri materi gelap akan segera terungkap.

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Gambar Kredit: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Martel

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://singularityhub.com/2024/03/25/dark-stars-dark-matter-may-form-exploding-stars-finding-them-could-help-reveal-what-its-made-of/