Astronom Mengklaim Sinyal Halo Sinar Gamma Indikasi Kuat Pemusnahan Materi Gelap

Para astronom kini melaporkan penemuan struktur sinar gamma berbentuk halo yang khas mengelilingi galaksi Bima Sakti. Penemuan ini memberikan petunjuk kuat yang mengarah pada pemusnahan partikel WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), salah satu kandidat utama materi gelap. Analisis mendalam ini dipimpin oleh Profesor Tomonori Totani dari Universitas Tokyo.

Penelitian ini memanfaatkan kumpulan data komprehensif selama 15 tahun yang dikumpulkan oleh Teleskop Luar Angkasa Sinar Gamma Fermi milik NASA, mencakup periode dari tahun 2008 hingga 2023. Sinyal yang teramati menunjukkan puncak energi yang sangat jelas tepat pada 20 gigaelektronvolt (GeV). Karakteristik energi ini sangat cocok dengan prediksi teoretis mengenai emisi sinar gamma yang dihasilkan dari proses pemusnahan WIMP.

Pentingnya potensi observasi ini semakin meningkat karena intensitas dan lokasi pengukurannya. Kelebihan sinar gamma yang dilaporkan di halo galaksi ini diklaim sepuluh kali lebih kuat dibandingkan kelebihan sinyal yang sebelumnya terdeteksi di dekat Pusat Galaksi. Materi gelap, yang diperkirakan menyusun sekitar 84 persen total materi di alam semesta, sulit dideteksi melalui metode konvensional sebab partikelnya tidak berinteraksi secara elektromagnetik.

Oleh karena itu, jejak sinar gamma ini berpotensi menjadi observasi langsung pertama dari komponen alam semesta yang sangat sulit ditangkap ini. Profesor Totani berpendapat, jika interpretasi ini akurat, penemuan ini menandai 'penglihatan' pertama umat manusia terhadap materi gelap. Hal ini secara implisit mengonfirmasi keberadaan partikel elementer di luar Model Standar fisika partikel yang sudah mapan. Berdasarkan estimasi, massa WIMP yang terlibat dalam proses ini diperkirakan sekitar 500 kali massa proton, sebuah angka yang sejalan dengan ekspektasi teoretis para ilmuwan.

Komunitas ilmiah, bagaimanapun, menyikapi temuan ini dengan kehati-hatian yang wajar. Kesulitan inheren dalam memisahkan sinyal semacam itu dari kebisingan latar belakang astrofisika yang kompleks menuntut sikap skeptis. Profesor Joe Silk dari Universitas Johns Hopkins mengingatkan bahwa emisi tersebut mungkin saja berasal dari proses astrofisika yang belum terjelaskan, seperti yang terkait dengan 'gelembung Fermi' yang terbentuk dari aktivitas masa lalu lubang hitam supermasif di pusat galaksi kita.

Dr. Moorts Muru dari Leibniz Institute for Astrophysics memberikan dukungan yang bersifat kualitatif. Ia mencatat bahwa objek bintang yang sudah dikenal umumnya tidak memancarkan radiasi pada tingkat energi setinggi itu. Meskipun demikian, ia menekankan bahwa temuan ini belum dapat dianggap sebagai bukti definitif. Sinyal baru ini jelas berbeda dari kelebihan sinar gamma yang pertama kali dicatat di sekitar Pusat Galaksi sejak tahun 2009, yang mana anomali tersebut hingga kini masih menjadi misteri yang belum terpecahkan.

Proses penelitian ini, yang dipublikasikan dalam Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, melibatkan pemodelan dan pengurangan sumber-sumber yang diketahui secara teliti. Ini termasuk sinar kosmik dan interaksi gas antarbintang, demi mengisolasi komponen sisa di halo. Verifikasi independen menjadi hal yang sangat krusial; para peneliti kini akan memprioritaskan pendeteksian tanda 20-GeV yang identik ini di lingkungan lain yang padat materi gelap, seperti galaksi katai Bima Sakti, yang menawarkan latar belakang yang lebih bersih untuk menguji hipotesis pemusnahan WIMP.

Kemampuan observasi di masa depan, terutama melalui Cherenkov Telescope Array (CTA), diperkirakan akan sangat menentukan dalam proses konfirmasi. CTA diharapkan mampu menyajikan resolusi energi dan sensitivitas yang belum pernah ada sebelumnya dalam spektrum sinar gamma energi tinggi. Hal ini berpotensi meningkatkan batas deteksi materi gelap hingga satu orde magnitudo dalam rentang multi-TeV, membawa kita selangkah lebih dekat pada pemahaman penuh tentang alam semesta.