Semakin Tua, Rotasi Galaksi Semakin Cepat

Ada berapa benda kosmik yang bisa kamu sebut dalam 10 detik? Bagaimana dengan ini: planet, bulan, bintang, galaksi, asteroid, komet, satelit, nebula dan lubang hitam.

Semua benda itu, termasuk juga yang ada di Bumi dan yang pernah kita amati, hanya menyusun 5% Alam Semesta.

Sebagian besar lainnya dari Alam Semesta justru disusun oleh materi tak tampak yang sangat misterius. Namanya, “energi gelap” dan “materi gelap”.

Perbandingan rotasi Galaksi di Alam Semesta Dini (kiri) dan Galaksi saat ini (kanan). Kredit: ESO/L. Calçada
Perbandingan rotasi Galaksi di Alam Semesta Dini (kiri) dan Galaksi saat ini (kanan). Kredit: ESO/L. Calçada

Materi gelap tidak bercahaya seperti bintang, tidak memantulkan cahaya seperti planet, dan tidak menyerap cahaya seperti debu kosmik. Karena itu, kita hanya bisa mengenali materi gelap dari efek gravitasi yang ditimbulkan pada benda lain, contohnya pada galaksi spiral. Mirip seperti angin di musim dingin, tidak bisa dilihat tapi bisa kita lihat efeknya ketika membuat benda-benda lain di sekitarnya bergerak. Seperti halnya bulan dan planet, galaksi spiral juga berotasi, tapi memang sangat lama. Butuh waktu ratusan juta tahun untuk menyelesaikan satu kali putarannya.

Biasanya, bintang di tepi luar galaksi-galaksi ini akan bergerak jauh lebih lambat dibanding bintang yang berada dekat dengan pusat galaksi. Mirip dengan planet di Tata Surya. Semakin jauh dari Matahari, planet-planet itu akan bergerak lebih lambat dibanding planet yang berada di bagian dalam Tata Surya.

Tapi, karena jumlah materi gelap sangat banyak di sekitar galaksi-galaksi dekat (termasuk juga Bima Sakti, maka bintang-bintang yang ada di tepi luar galaksi akan bergerak lebih cepat dari yang diperkirakan.

Ternyata, para astronom berhasil menemukan kalau dulu ketika alam semesta masih muda kejadiannya tidak seperti sekarang.

Bagaimana ceritanya?

Para astronom yang meneliti galaksi melakukan pengamatan 6 galaksi masif. Galaksi-galaksi ini berada jauh di Alam Semesta, atau dengan kata lain merupakan galaksi-galaksi tua (jika dilihat dari sudut pandang kita sebagai pengamat) yang informasinya datang dari Alam Semesta yang masih muda. Ingat! Cahaya butuh waktu untuk tiba dan diterima pengamat di Bumi.

Bintang masih terbentuk di galaksi-galaksi ini dan pengamatan dilakukan pada saat puncak pembentukan galaksi di alam semesta, sekitar 10 milyar tahun yang lalu. Yang ditemukan para astronom ini cukup mengejutkan!

Saat mereka mengamati galaksi-galaksi yang sudah tua, mereka menemukan kalau area di tepi luar galaksi memang bergerak lebih lambat dari area dekat pusat galaksi. Tampaknya, materi gelap yang ada di galaksi-galaksi awal tidak sebanyak yang kita lihat sekarang. Yang menarik, kecepatan rotasi galaksi justru melambat seiring bertambahnya usia galaksi.

Mengapa rotasi bisa melambat?

Ketika Alam Semesta masih muda, materi penyusun galaksi masih merupakan baryonic atau materi normal seperti bintang, gas kosmis, dan planet. Belum banyak materi gelap, dan perannya dalam mempengaruhi galaksi masih lemah. Sementara, di masa kini, galaksi justru didominasi oleh si materi gelap yang tidak terlihat. Semakin banyak materi gelap, maka semakin besar pula pengaruh gravitasi yang bisa diberikan.

Yang kedua, kondisi piringan galaksi ketika Alam Semesta dini masih penuh gejolak. Berbeda dengan kondisi galaksi spiral di lingkup yang dekat dengan Bima Sakti.

Ketika para astronom mengamati galaksi-galaksi masif ini, tampaknya pada kisaran 3-4 milyar tahun setelah Big Bang, gas di galaksi sudah terkondensasi jadi piringan pipih yang berotasi, sementara halo materi gelap yang ada di sekeliling galaksi jauh lebih besar dan tersebar lebih jauh dari galaksi. Pada kondisi ini, tidak banyak pengaruh yang bisa diberikan. Tampaknya, butuh waktu milyaran tahun lebih lama untuk materi gelap terkondensasi. Dan pengaruhnya pada kecepatan rotasi galaksi baru terjadi pada galaksi yang ada saat ini.

Fakta menarik: Galaksi kita yang disebut Bima Sakti, butuh waktu 250 juta (250.000.000) tahun untuk menyelesaikan satu putaran rotasinya.

[divider_line]

Sumber: Artikel ini merupakan perluasan dari artikel Space Scoop Universe Awareness edisi Indonesia. Space Scoop edisi Indonesia diterjemahkan oleh langitselatan. 

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.