WASHINGTON - Alam semesta memiliki dua jenis materi. Ada materi gelap yang tak terlihat, yang hanya diketahui karena efek gravitasinya dalam skala besar. Dan ada materi biasa seperti gas, debu, bintang, planet, dan benda-benda duniawi seperti adonan kue dan kano.

Para ilmuwan memperkirakan bahwa materi biasa hanya membentuk sekitar 15% dari semua materi, tetapi telah lama berjuang untuk mendokumentasikan di mana semua itu berada, dengan sekitar setengahnya tidak diketahui. Dengan bantuan semburan gelombang radio yang kuat yang berasal dari 69 lokasi di kosmos, para peneliti kini telah menemukan materi yang "hilang".

Ia bersembunyi terutama sebagai gas yang terdistribusi tipis yang tersebar di hamparan luas antara galaksi dan terdeteksi berkat efek materi tersebut pada gelombang radio yang bergerak melalui ruang angkasa, kata para peneliti. Gas tipis ini terdiri dari medium intergalaksi, semacam kabut antara galaksi.

Para ilmuwan sebelumnya telah menentukan jumlah total materi biasa menggunakan perhitungan yang melibatkan cahaya yang diamati yang tersisa dari peristiwa Big Bang sekitar 13,8 miliar tahun lalu yang mengawali alam semesta. Tetapi mereka tidak dapat benar-benar menemukan setengah dari materi ini.

"Jadi pertanyaan yang telah kita hadapi adalah: Di mana ia bersembunyi? Jawabannya tampaknya adalah: dalam jaring kosmik tipis yang menyebar, jauh dari galaksi," kata profesor astronomi Universitas Harvard Liam Connor, penulis utama studi yang diterbitkan pada hari Senin di jurnal Nature Astronomy.

Para peneliti menemukan bahwa potongan yang lebih kecil dari materi yang hilang berada di halo material yang menyebar di sekitar galaksi, termasuk Bima Sakti kita.
Materi biasa tersusun dari barion, yang merupakan partikel subatomik proton dan neutron yang dibutuhkan untuk membangun atom.

"Manusia, planet, dan bintang terbuat dari barion. Materi gelap, di sisi lain, adalah zat misterius yang menyusun sebagian besar materi di alam semesta. Kita tidak tahu partikel atau zat baru apa yang menyusun materi gelap. Kita tahu persis apa materi biasa itu, kita hanya tidak tahu di mana letaknya," kata Connor.

Jadi, bagaimana begitu banyak materi biasa berakhir di antah berantah? Sejumlah besar gas dikeluarkan dari galaksi ketika bintang-bintang masif meledak dalam supernova atau ketika lubang hitam supermasif di dalam galaksi "bersendawa," mengeluarkan materi setelah memakan bintang atau gas.

"Jika alam semesta adalah tempat yang lebih membosankan, atau hukum fisika berbeda, Anda mungkin menemukan bahwa semua materi biasa akan jatuh ke galaksi, mendingin, membentuk bintang, hingga setiap proton dan neutron menjadi bagian dari bintang. Namun, bukan itu yang terjadi," kata Connor.

Dengan demikian, proses fisik yang dahsyat ini mengaduk materi biasa melintasi jarak yang sangat jauh dan membuangnya ke alam semesta. Gas ini tidak dalam keadaan biasanya, melainkan dalam bentuk plasma, dengan elektron dan protonnya terpisah.

Mekanisme yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur materi biasa yang hilang melibatkan fenomena yang disebut semburan radio cepat, atau FRB - denyut gelombang radio kuat yang berasal dari titik-titik yang jauh di alam semesta. Meskipun penyebab pastinya masih misterius, hipotesis utama adalah bahwa mereka dihasilkan oleh bintang neutron yang sangat termagnetisasi, bara bintang padat yang tersisa setelah bintang masif mati dalam ledakan supernova.

Saat cahaya dalam frekuensi gelombang radio bergerak dari sumber FRB ke Bumi, ia tersebar ke dalam panjang gelombang yang berbeda, seperti prisma yang mengubah sinar matahari menjadi pelangi.

Tingkat penyebaran ini bergantung pada seberapa banyak materi yang berada di jalur cahaya, menyediakan mekanisme untuk menentukan dan mengukur materi di tempat yang seharusnya tidak ditemukan. Para ilmuwan menggunakan gelombang radio yang bergerak dari 69 FRB, 39 di antaranya ditemukan menggunakan jaringan 110 teleskop yang terletak di Observatorium Radio Owens Valley milik Caltech di dekat Bishop, California, yang disebut Deep Synoptic Array. 30 sisanya ditemukan menggunakan teleskop lain.

FRB tersebut terletak pada jarak hingga 9,1 miliar tahun cahaya dari Bumi, yang terjauh dari semua ini yang pernah tercatat. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, 5,9 triliun mil (9,5 triliun km).

Dengan semua materi biasa yang sekarang telah diperhitungkan, para peneliti dapat menentukan distribusinya. Sekitar 76% berada di ruang antargalaksi, sekitar 15% di halo galaksi dan 9% sisanya terkonsentrasi di dalam galaksi, terutama sebagai bintang atau gas.

"Kita sekarang dapat beralih ke misteri yang lebih penting mengenai materi biasa di alam semesta," kata Connor. "Dan lebih dari itu: apa sifat materi gelap dan mengapa begitu sulit untuk diukur secara langsung?"