Kesan artis mengenai dua galaksi bertembung. Kredit gambar: ESO Klik untuk membesarkan
Bahan gelap adalah bahan misteri yang nampaknya menyumbang 25% jisim Alam Semesta. Ahli astronomi Eropah telah mengukur jumlah bahan gelap di beberapa galaksi, dan mendapati sebahagian besar dari mereka tidak seimbang; gerakan dalaman mereka sangat terganggu. Ini bermaksud bahawa banyak galaksi - sebanyak 40% - baru-baru ini melalui penggabungan atau pertembungan hampir.
Mengkaji beberapa puluhan galaksi yang jauh, pasukan ahli astronomi antarabangsa mendapati bahawa galaksi mempunyai jumlah bahan gelap yang sama berbanding bintang 6 bilion tahun yang lalu seperti sekarang. Sekiranya disahkan, ini menunjukkan interaksi yang lebih dekat antara perkara gelap dan perkara biasa daripada yang dipercayai sebelumnya. Para saintis juga mendapati bahawa sebanyak 4 dari 10 galaksi tidak seimbang. Hasil ini memberi penerangan baru tentang bagaimana galaksi terbentuk dan berkembang sejak Alam Semesta hanya separuh dari usia sekarang.
"Ini mungkin menunjukkan bahwa pertembungan dan penggabungan adalah penting dalam pembentukan dan evolusi galaksi", kata Francois Hammer, Observatorium Paris, Perancis, dan salah seorang pemimpin tim.
Para saintis berminat untuk mengetahui bagaimana galaksi yang berada jauh - sehingga terlihat seperti ketika Alam Semesta lebih muda - berkembang menjadi yang berdekatan. Khususnya, mereka ingin mengkaji kepentingan bahan gelap di galaksi.
"Bahan gelap, yang merangkumi sekitar 25% Alam Semesta, adalah kata mudah untuk menggambarkan sesuatu yang sebenarnya tidak kita fahami," kata Hector Flores, pemimpin bersama. "Dari melihat bagaimana galaksi berputar, kita tahu bahawa benda gelap mesti ada, kerana jika tidak, struktur raksasa ini akan larut."
Di galaksi berdekatan, dan di Bima Sakti kita sendiri, ahli astronomi mendapati bahawa terdapat hubungan antara jumlah jirim gelap dan bintang biasa: untuk setiap kilogram bahan di dalam bintang terdapat kira-kira 30 kilogram bahan gelap. Tetapi adakah hubungan antara perkara gelap dan biasa masih ada di masa lalu Alam Semesta?
Ini memerlukan pengukuran halaju di berbagai bahagian galaksi yang jauh, percubaan yang agak rumit: pengukuran sebelumnya memang tidak dapat menyiasat galaksi ini dengan perincian yang mencukupi, kerana mereka harus memilih celah tunggal, iaitu satu arah, di seberang galaksi.
Segala-galanya berubah dengan adanya spektrograf GIRAFFE pelbagai objek, yang kini dipasang pada Teleskop Unit Kueyen 8.2-m dari Teleskop Sangat Besar ESO (VLT) di Balai Cerap Paranal (Chile).
Dalam satu mod, yang dikenal sebagai "spektroskopi 3-D" atau "medan bersepadu", instrumen ini dapat memperoleh spektrum serentak dari kawasan yang lebih kecil dari objek yang diperluas seperti galaksi atau nebula. Untuk ini, 15 bundel serat yang dapat digunakan, yang disebut Unit Medan Integral (IFU), rujuk ESO PR 01/02, digunakan untuk membuat pengukuran galaksi yang jauh. Setiap IFU adalah susunan lensa dua dimensi canggih mikroskopik dengan bukaan 3 x 2 arcsec2 di langit. Ia seperti mata serangga, dengan dua puluh lensa mikro digabungkan dengan gentian optik yang memimpin cahaya yang direkam pada setiap titik di lapangan menuju celah masuk spektrograf.
"GIRAFFE pada ESL's VLT adalah satu-satunya instrumen di dunia yang dapat menganalisis secara serentak cahaya yang datang dari 15 galaksi yang meliputi bidang pandangan hampir sama dengan bulan purnama," kata Mathieu Puech, pengarang utama salah satu makalah yang membentangkan hasil. "Setiap galaksi yang diperhatikan dalam mod ini dipecah menjadi kawasan yang lebih kecil yang berterusan di mana spektrum diperoleh pada masa yang sama."
Ahli astronomi menggunakan GIRAFFE untuk mengukur medan halaju beberapa puluhan galaksi yang jauh, yang membawa kepada penemuan yang mengejutkan bahawa sebanyak 40% galaksi jauh "tidak seimbang" - gerakan dalaman mereka sangat terganggu - kemungkinan tanda bahawa mereka berada masih menunjukkan akibat pertembungan antara galaksi.
Ketika mereka membatasi diri hanya pada galaksi-galaksi yang nampaknya mencapai keseimbangan mereka, para saintis mendapati bahawa hubungan antara materi gelap dan kandungan bintang nampaknya tidak berkembang selama 6 bilion tahun terakhir.
Berkat resolusi spektrumnya yang luar biasa, GIRAFFE juga memungkinkan untuk pertama kalinya mengkaji pengedaran gas sebagai fungsi ketumpatannya pada galaksi yang begitu jauh. Hasil yang paling menakjubkan menunjukkan kemungkinan aliran keluar gas dan tenaga yang didorong oleh pembentukan bintang yang kuat di dalam galaksi dan wilayah gas raksasa yang sangat panas (wilayah HII) di galaksi dalam keseimbangan yang menghasilkan banyak bintang.
"Teknik seperti ini dapat dikembangkan untuk mendapatkan peta banyak ciri fizikal dan kimia galaksi yang jauh, yang memungkinkan kita mempelajari secara terperinci bagaimana mereka mengumpulkan jisim mereka sepanjang hidup mereka," kata Fran? O Hammer. "Dalam banyak aspek, GIRAFFE dan mod medan multi-integralnya memberi kita rasa pertama dari apa yang akan dicapai dengan teleskop yang sangat besar di masa depan."
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
