Galaksi mengeluarkan materi lebih ganas daripada yang diharapkan
Analisis baru mengungkapkan bahwa lubang hitam supermasif di galaksi melemparkan materi bariyonik jauh lebih agresif daripada yang diperkirakan sebelumnya, menjelaskan gas kosmik yang hilang lama. Peneliti di University of California, Berkeley menggabungkan pengamatan latar belakang mikrogelombang kosmik untuk memetakan bagaimana materi biasa ini menyimpang dari materi gelap. Temuan ini menyoroti peran kuat lubang hitam dalam membentuk distribusi massa alam semesta.
Selama bertahun-tahun, ahli kosmologi telah bingung dengan keberadaan materi bariyonik, bahan biasa yang terbuat dari partikel seperti proton dan neutron yang membentuk bintang, planet, dan gas. Sementara materi gelap mendominasi alam semesta, bariyon tampak sebagian hilang, dengan hanya beberapa persen terkunci di bintang dan sisanya sebagai gas difus yang sulit dideteksi.
Boryana Hadzhiyska di University of California, Berkeley, dan timnya menangani ini dengan menganalisis latar belakang mikrogelombang kosmik—cahaya sisa dari big bang. Mereka memeriksa bagaimana materi bariyon melemparkan bayangan pada radiasi ini dan bagaimana medan gravitasi dari objek masif mendistorsiinya. Ini memungkinkan mereka untuk menentukan di mana materi bariyon melekat pada halo materi gelap dan di mana ia terpisah, baik di dalam galaksi maupun di ruang antar-galaksi.
Hasilnya menunjukkan bahwa materi bariyon lebih tersebar daripada materi gelap, menunjukkan bahwa lubang hitam supermasif di pusat galaksi mengeluarkannya dengan kekerasan yang tidak terduga. "Materi terdiri dari materi gelap, yang merupakan komponen utama, dan materi bariyonik atau, pada dasarnya, gas. Untuk gas itu, hanya sekitar beberapa persen dalam bentuk bintang, dan sisanya dalam bentuk gas difus," jelas Hadzhiyska.
Para ahli memuji pekerjaan ini karena menjelaskan pengaruh lubang hitam. "Memahami tepat bagaimana proses ini terjadi dan seberapa kuatnya, sehingga seberapa banyak materi yang benar-benar bisa dikeluarkan dari galaksi tertentu masih sangat tidak pasti [sejauh ini]," kata Colin Hill di Columbia University. "Ini memberi kita probe pelengkap untuk memahami peran lubang hitam supermasif dalam memindahkan gas di sekitar galaksi," tambah Alex Krolewski di University of Waterloo.
Wawasan ini bisa menyelesaikan perdebatan tentang ke-ketumpukan alam semesta, di mana gravitasi menggumpalkan materi. Tim berencana menggabungkan lebih banyak data, seperti ledakan radio cepat yang melewati gas. "'Sensus bariyon' yang lebih baik lagi dengan ketidakpastian yang lebih sedikit masih diperlukan," catat Michael Shull di University of Colorado Boulder. Hadzhiyska berharap itu mungkin mengungkapkan penyimpangan dari kosmologi standar, terutama dalam perilaku materi gelap. Studi ini muncul di Physical Review D (DOI: 10.1103/kclp-x5j1) dan arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2507.14136).