GALAKSI TANPA BINTANG?

Gambaran standar kita tentang alam semesta menyatakan bahwa materi gelap muncul lebih dulu. Gumpalan-gumpalan tak terlihat dari materi gelap — disebut halo — terbentuk, gas jatuh ke dalamnya, mendingin, dan menyala menjadi bintang. Namun halo-halo terkecil seharusnya tidak semuanya berhasil. Sebelum alam semesta mengalami reionisasi, gasnya mendingin terlalu lambat; sesudahnya, gas itu terus dihangatkan oleh cahaya ultraungu yang memenuhi kosmos. Halo seperti itu akan menyimpan gas aslinya selamanya dan tidak pernah membentuk satu bintang pun.

Para astronom menyebutnya RELHIC — Reionization-Limited H i Clouds (awan H I yang dibatasi reionisasi) — atau sekadar “galaksi gelap”. Keberadaannya adalah prediksi teori yang kuat. Namun objek ini juga sangat sulit ditemukan: tanpa bintang, ia tak terlihat oleh teleskop biasa. Satu-satunya cara untuk mendeteksinya adalah melalui pancaran radio redup hidrogen netral pada panjang gelombang 21 sentimeter.

Awan yang sendirian

Tim yang dipimpin Jin-Long Xu (Observatorium Astronomi Nasional, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok) dan Alejandro Benítez-Llambay (Universitas Milano-Bicocca) menemukan satu awan seperti itu dalam survei radio buta yang dilakukan dengan FAST, teleskop radio 500 meter milik Tiongkok. Mereka mengamatinya tiga kali lagi pada Juli dan Agustus 2026. Pengamatan berulang pada tanggal yang berbeda menyingkirkan kemungkinan gangguan radio. Awan ini tidak tercantum dalam katalog kandidat galaksi gelap yang sudah ada.

Mereka menamainya J1351+0039. Jaraknya sekitar 3,7 megaparsec — kira-kira 12 juta tahun cahaya. Tidak ada galaksi besar dalam radius 100.000 parsec darinya. Tidak ada pula ekor atau jembatan gas yang menandakan materi yang terkoyak dari tetangga.

Apa kata angka-angkanya

• Hidrogen netral: sekitar 480.000 kali massa Matahari; sekitar 640.000 bila helium ikut dihitung.
• Ukuran: jari-jari efektif 2,9 kiloparsec, dan bentuk hampir bulat (rasio sumbu 0,94).
• Bintang: tidak terdeteksi dalam citra mendalam DESI Legacy Survey. Paling banyak 150.000 massa Matahari berupa bintang yang mungkin tersembunyi di bawah batas deteksi.
• Massa total, diukur dari seberapa cepat gas bergerak: sekitar 130 juta massa Matahari.

Itu memberikan rasio sekitar 200 antara materi gelap dan materi biasa. Tanpa massa tak terlihat itu, menurut perhitungan para penulis, awan ini akan buyar dalam waktu sekitar 240 juta tahun.

Gasnya nyaris tidak berotasi — sekitar 4 km/s — sementara gerak acak internalnya mencapai sekitar 11,6 km/s. Jadi awan ini ditopang oleh tekanan, seperti bola gas hangat, bukan berputar seperti piringan. Suhunya, sekitar 11.000 K, cocok dengan gas yang dihangatkan oleh latar belakang ultraungu kosmik: gas ini tak pernah cukup dingin untuk membentuk bintang.

Apa yang masih belum pasti

Para penulis berhati-hati. Populasi bintang yang sangat renggang, seperti pada galaksi katai ultraredup Leo T, masih akan tak terlihat dalam citra saat ini pada jarak tersebut. Citra yang lebih dalam dari luar angkasa, dengan Hubble atau Teleskop Luar Angkasa James Webb, diperlukan untuk memastikan bahwa awan ini benar-benar tanpa bintang. Rotasi yang lemah juga tidak terduga untuk sebuah RELHIC; para penulis menduga awan ini mungkin perlahan memperoleh sedikit putaran.

Jadi J1351+0039 adalah sebuah kandidat: entah galaksi gelap sejati, atau galaksi biasa yang luar biasa redup.

Kandidat paling bersih sejauh ini

Kandidat-kandidat sebelumnya — Cloud-9 di dekat galaksi M94, dan dua di dekat M51 — berada dekat galaksi besar yang gravitasinya bisa saja membentuk mereka. J1351+0039 sendirian. Menurut para penulis, hal itu menjadikannya kandidat galaksi gelap terisolasi yang paling bersih dan paling meyakinkan yang ditemukan sejauh ini: laboratorium alami untuk mempelajari materi gelap dan gas di tempat yang belum pernah melahirkan bintang.