Selama beberapa dekade, para ilmuwan menyadari bahwa hanya sebagian kecil dari materi di alam semesta yang terlihat.
Materi biasa yang membentuk bintang, planet, dan manusia, ternyata hanya menyumbang sekitar 16 persen dari total materi. Sisanya adalah materi gelap yang tak bisa diamati secara langsung. Namun, bahkan materi biasa ini pun tidak sepenuhnya terdeteksi. Sekitar setengah dari total materi biasa menghilang dari pengamatan, menyisakan pertanyaan besar: ke mana perginya materi itu?
Tim astronom dari Caltech dan Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian berhasil melacak materi biasa yang hilang tersebut dengan bantuan fenomena kosmik misterius yang dikenal sebagai semburan radio cepat atau fast radio bursts (FRB).
FRB adalah ledakan gelombang radio yang sangat terang dan berlangsung dalam waktu sangat singkat. Ledakan ini datang dari galaksi jauh dan bergerak melintasi ruang antar galaksi sebelum akhirnya mencapai Bumi. Saat gelombang radio tersebut melewati materi biasa di sepanjang perjalanannya, ia melambat dan menyebar, seperti cahaya yang melewati prisma. Dari pola penyebaran ini, para ilmuwan bisa menghitung seberapa banyak materi yang dilalui oleh cahaya tersebut.
Dalam studi ini, tim meneliti 69 FRB yang asal galaksinya sudah teridentifikasi. Jarak FRB tersebut berkisar antara 11 juta hingga lebih dari 9 miliar tahun cahaya dari Bumi. FRB terjauh, yang diberi nama FRB 20230521B, kini memegang rekor sebagai FRB paling jauh yang pernah tercatat. Dari 69 FRB ini, 39 di antaranya ditemukan menggunakan jaringan teleskop radio Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) milik Caltech, sementara sisanya berasal dari teleskop lain di seluruh dunia.
Melalui pengukuran penyebaran gelombang radio dari setiap FRB, para peneliti mampu memperkirakan jumlah materi biasa di sepanjang jalur perjalanannya. Hasilnya menunjukkan bahwa sekitar 76 persen dari seluruh materi biasa berada di ruang antar galaksi, yang dikenal sebagai intergalactic medium. Sekitar 15 persen lainnya berada di halo galaksi, sementara sisanya terkonsentrasi di dalam galaksi, baik dalam bentuk bintang maupun gas dingin.
Temuan ini menjadi bukti observasional pertama yang sesuai dengan prediksi simulasi kosmologi canggih. Sebelumnya, model komputer sudah memprediksi sebaran seperti ini, namun belum ada pengamatan langsung yang mengonfirmasinya.
Dengan temuan ini, para astronom kini memiliki pemahaman yang lebih utuh tentang bagaimana materi tersebar di alam semesta. Penelitian ini juga membuka jalan baru dalam penggunaan FRB untuk menjawab berbagai pertanyaan kosmologis, termasuk dalam upaya mengukur massa neutrino—partikel subatomik yang sangat ringan, namun penting dalam evolusi alam semesta. Semakin banyak informasi tentang bagaimana materi biasa berkumpul dan menyebar, semakin dekat para ilmuwan untuk memahami sifat partikel-partikel fundamental ini.
Penelitian ini juga menjadi awal dari era baru dalam studi FRB. Caltech saat ini tengah mengembangkan teleskop radio generasi berikutnya, DSA-2000, yang dirancang untuk mendeteksi hingga 10.000 FRB setiap tahun. Dengan jumlah data yang jauh lebih besar, para ilmuwan akan memiliki alat yang sangat kuat untuk terus memetakan materi di alam semesta, membawa kita lebih dekat dalam menjawab pertanyaan paling mendasar tentang asal usul dan struktur kosmos.
