Para ilmuwan terus mencari jawaban atas salah satu misteri terbesar alam semesta yaitu materi gelap. Materi ini membentuk sebagian besar massa kosmos namun tidak memancarkan cahaya sehingga tidak bisa dilihat secara langsung. Selama puluhan tahun para peneliti mengembangkan berbagai cara untuk melacak keberadaannya. Salah satu kandidat yang kini mendapatkan perhatian luas adalah dark photon atau foton gelap yaitu partikel hipotetis yang dapat berinteraksi sangat lemah dengan cahaya biasa. Jika benar foton gelap ada maka partikel ini bisa memberikan petunjuk penting tentang struktur tersembunyi alam semesta.
Sebuah penelitian terbaru menggunakan Parker Solar Probe menghadirkan langkah besar dalam upaya menemukan foton gelap tersebut. Parker Solar Probe atau PSP adalah pesawat antariksa yang dikirim NASA untuk menyelidiki lingkungan ekstrem di dekat Matahari. Tidak ada wahana lain yang berani mendekati bintang kita sedekat itu sehingga PSP menjadi alat unik yang memungkinkan pengukuran langsung perilaku plasma dan radiasi di area yang sama sekali tidak dapat dijangkau dari Bumi.
Baca juga artikel tentang: Pahlawan Hijau yang Tersamar: Mengapa Sayuran Brassica Bisa Jadi Kunci Kesehatan Dunia
Tim ilmuwan yang memanfaatkan data PSP memfokuskan penelitiannya pada fenomena konversi resonan. Konversi resonan adalah proses ketika foton gelap dapat berubah menjadi foton biasa di dalam plasma. Plasma Matahari menawarkan kondisi yang sangat cocok untuk terjadinya proses ini. Ketika Parker Solar Probe terbang melalui corona Matahari yaitu lapisan terluar atmosfernya wahana tersebut melewati berbagai wilayah dengan densitas dan kondisi plasma yang tepat untuk memicu perubahan tersebut. Data in situ yang berhasil dikumpulkan memberikan peluang untuk mendeteksi tanda halus yang dapat menjadi jejak foton gelap.
Penelitian ini menjadi sangat menarik karena PSP mampu mengamati rentang frekuensi yang jauh lebih luas dibandingkan pengamatan berbasis radio di Bumi. Stasiun radio di permukaan Bumi dibatasi oleh kondisi atmosfer sehingga beberapa frekuensi sulit diakses. PSP justru dapat menangkap frekuensi antara sekitar 10 kHz sampai 20 MHz yang selama ini dianggap sebagai wilayah yang hampir mustahil dijelajahi dari Bumi. Kemampuan ini membuka jendela baru bagi astronomi karena memungkinkan peneliti mencari sinyal materi gelap pada rentang yang belum pernah dipelajari dengan akurasi setinggi ini.
Kedekatan PSP dengan Matahari juga memberikan keunggulan lain. Saat wahana berada lebih dekat dengan lokasi resonansi intensitas sinyal yang mungkin berasal dari foton gelap menjadi lebih tinggi. Situasi ini menciptakan peluang deteksi yang jauh lebih baik dibandingkan pengamatan dari orbit Bumi maupun dari satelit lain seperti STEREO. Tim peneliti menemukan bahwa data dari STEREO ternyata memberikan batasan yang lebih lemah terhadap kemungkinan keberadaan foton gelap. Hal ini menunjukkan betapa pentingnya posisi unik Parker Solar Probe yang benar benar memasuki wilayah ekstrem di sekitar Matahari.
Hasil penelitian ini menghasilkan batasan paling ketat sejauh ini terkait parameter kinetik mixing yaitu nilai yang menggambarkan seberapa kuat foton gelap dapat berinteraksi dengan foton biasa. Rentang yang diperoleh berada di sekitar sepuluh pangkat minus empat belas sampai sepuluh pangkat minus tiga belas untuk frekuensi antara 70 kHz dan 20 MHz. Meskipun hasilnya belum membuktikan keberadaan foton gelap data tersebut telah mempersempit kemungkinan ruang parameter sehingga memudahkan penelitian lanjutan.
Keberhasilan ini tidak hanya penting bagi studi foton gelap tetapi juga menandai lompatan dalam metode observasi. Dengan memanfaatkan kondisi ekstrem dekat Matahari para ilmuwan berhasil melampaui batas pengamatan yang selama ini bertumpu pada data dari kosmik microwave background yaitu sisa radiasi dari masa awal alam semesta. Pengamatan terhadap radiasi kuno tersebut telah lama menjadi standar dalam studi materi gelap namun memiliki keterbatasan. Kini data dari PSP memberikan jalur alternatif yang lebih sensitif untuk menguji teori partikel gelap jenis baru.
Parker Solar Probe sendiri dilengkapi instrumen yang dirancang untuk bertahan di lingkungan yang suhunya dapat melebihi satu juta derajat. Wahana ini menggunakan teknologi pelindung panas canggih agar dapat bertahan dan mengirimkan data penting ke Bumi. Setiap kali mendekati Matahari wahana tersebut menyapu lapisan plasma yang menyediakan informasi berharga tentang partikel berenergi tinggi. Dengan setiap lintasan yang semakin dekat PSP memberikan gambaran yang belum pernah ada tentang kondisi listrik dan magnetik di korona Matahari.
Penelitian foton gelap melalui PSP juga mencontohkan sinergi antara fisika partikel dan astrofisika. Dua bidang ini biasanya bekerja secara terpisah namun kini bertemu di salah satu area paling ekstrem dalam tata surya. Dengan memanfaatkan plasma Matahari sebagai laboratorium alami para peneliti bisa menguji teori materi gelap yang sebelumnya hanya dapat dikaji melalui eksperimen laboratorium atau pengamatan kosmologis jarak jauh.
Temuan ini menunjukkan bahwa eksplorasi Matahari bukan hanya penting untuk memahami bintang kita tetapi juga untuk memecahkan teka teki kosmos yang jauh lebih besar. Matahari kini berperan sebagai laboratorium raksasa yang membantu peneliti menyelidiki fenomena yang tidak mungkin direplikasi di Bumi. Jika pencarian foton gelap kelak membuahkan hasil maka perjalanan ke dekat Matahari akan tercatat sebagai salah satu langkah penting dalam memahami komposisi alam semesta.
Ke depan Parker Solar Probe masih memiliki beberapa flyby yang akan membawa wahana semakin mendekati permukaan Matahari. Setiap lintasan baru berarti lebih banyak data frekuensi rendah yang dapat dianalisis. Ini memberi peluang besar bagi ilmuwan untuk terus menyempurnakan batasan dari parameter materi gelap atau bahkan menemukan sinyal yang selama ini dicari.
Upaya ini menggambarkan betapa luar biasanya kemajuan teknologi eksplorasi antariksa yang memungkinkan kita mengaitkan fenomena ekstrem di dekat Matahari dengan misteri kuantum yang tersembunyi di seluruh alam semesta. Selangkah demi selangkah kita semakin mendekati pemahaman tentang apa yang sebenarnya membentuk sebagian besar massa kosmos dan bagaimana partikel tak terlihat itu memengaruhi struktur galaksi hingga dinamika ruang waktu itu sendiri. Parker Solar Probe membuka era baru penelitian yang memadukan keberanian penjelajahan dengan ketelitian ilmiah untuk menyelami misteri terbesar alam semesta.
Baca juga artikel tentang: Kenali 8 Tanda Tubuh Mengalami Overdosis Garam yang Bisa Mengancam Kesehatan
REFERENSI:
An, Haipeng dkk. 2025. In Situ Measurements of Dark Photon Dark Matter Using Parker Solar Probe: Going beyond the Radio Window. Physical Review Letters 134 (17), 171001.
