Tabrakan Materi Gelap dapat Meninggalkan Jejak dalam Galaksi

MATERI gelap tidak dapat terlihat oleh teleskop, namun pengaruh gravitasinya tercatat di seluruh alam semesta, mulai dari cara galaksi berputar hingga bagaimana struktur kosmik berkembang. 

Sebuah studi terbaru menunjukkan bahwa jika partikel materi gelap sesekali bertabrakan satu sama lain, interaksi tersebut dapat membentuk ulang galaksi dari dalam ke luar.

Para fisikawan James Gurian dan Simon May memperkenalkan alat komputasi baru untuk mempelajari materi gelap yang berinteraksi sendiri atau self-interacting dark matter (SIDM). Kode ini dirancang untuk menangani wilayah pusat galaksi yang kompleks, yang selama ini sulit dimodelkan secara akurat.

Baca juga : Awan Oort: Struktur Spiral Misterius di Tepi Tata Surya

SIDM berbeda dari konsep materi gelap konvensional yang hanya berinteraksi melalui gravitasi. Dalam model ini, partikel materi gelap dapat bertabrakan satu sama lain secara elastis, memungkinkan pertukaran energi tanpa melibatkan materi normal. Pertukaran energi tersebut dapat mengubah struktur internal halo materi gelap yang menyelimuti galaksi.

“Bima Sakti dan galaksi lainnya berada di dalam halo materi gelap yang membantu menentukan bagaimana galaksi tumbuh dan berevolusi,” ujar Gurian. Jika energi berpindah melalui tumbukan, inti halo dapat memanas dan menjadi semakin padat dari waktu ke waktu.

Fenomena ini berpotensi memicu keruntuhan gravotermal, yaitu kondisi ketika inti halo terus memadat akibat aliran energi ke luar. Proses tersebut dapat meninggalkan jejak struktural dalam galaksi yang suatu hari dapat diamati oleh astronom.

Baca juga : Proses Terbentuknya Pelangi dan Urutan Warnanya

Namun, memodelkan SIDM bukanlah hal mudah. Metode simulasi lama cenderung hanya efektif pada kondisi kepadatan tertentu, sementara halo galaksi nyata dapat memiliki wilayah jarang dan padat secara bersamaan. Kesenjangan inilah yang mendorong pengembangan kode baru bernama KISS-SIDM.

Kode ini memungkinkan simulasi SIDM dijalankan lebih cepat dan fleksibel, bahkan pada perangkat seperti laptop. Menurut Gurian, alat ini membuka peluang untuk menguji berbagai model interaksi materi gelap tanpa biaya komputasi besar. Perangkat lunak tersebut juga tersedia untuk umum guna mendorong kolaborasi dan standarisasi penelitian.

Minat terhadap SIDM meningkat karena adanya anomali pengamatan pada galaksi yang sulit dijelaskan oleh model materi gelap tanpa tumbukan. Neal Dalal dari Perimeter Institute menilai metode ini penting karena memungkinkan simulasi pembentukan struktur kosmik secara lebih akurat dalam model dengan interaksi signifikan.

Selain itu, penelitian ini juga membuka pertanyaan lanjutan mengenai kemungkinan hubungan antara keruntuhan inti materi gelap dan pembentukan lubang hitam. Meski belum memberikan jawaban pasti, studi ini memperluas batas penelitian tentang bagaimana sektor gelap dapat diuji melalui struktur kosmik yang terlihat. (