MODEL DISTRIBUSI MATERI DI SEKITAR MATAHARI: STUDI PERBANDINGAN HIPOTESIS MATERI GELAP DAN MOND DENGAN MENGGUNAKAN DATA GAIA DR3 TESIS Oleh MUHAMMAD ALI SYAIFUDIN NIM 20321005 (Program Studi Magister Astronomi) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Jul 2023 ABSTRAK MODEL DISTRIBUSI MATERI DI SEKITAR MATAHARI: STUDI PERBANDINGAN HIPOTESIS MATERI GELAP DAN MOND DENGAN MENGGUNAKAN DATA GAIA DR3 Oleh Muhammad Ali Syaifudin NIM 20321005 (Program Studi Magister Astronomi) Distribusi posisi, kecepatan, dan warna bintang di sekitar matahari dikompilasi dari berbagai katalog pilihan, yaitu Gaia DR3, RAVE6, APOGEE-2 (SDSS), GA- LAH3, dan LAMOST7. Bintang-bintang deret utama dari kelas spektrum A, F dan G awal digunakan sebagai penelusur untuk mendapatkan profil kerapatan jumlah vertikal dan profil distribusi kecepatan vertikal, yang kemudian digunakan untuk menentukan distribusi materi gelap di sekitar matahari dari persamaan Poisson dan model Bahcall. Penelusur dibagi menjadi 15 kategori berdasarkan warna, dengan total terdapat total∼50 000 bintang. Dari data yang diperoleh, diuji tiga hipotesis yang mendeskripsikan distribusi materi dan hukum gravitasi di Galaksi. Hipotesis ini diuji melalui proses pencocok- anfitting, menggunakan metode MCMC implementasi Affine Invariantyang ditulis dalam bahasa pemrogramanRust. Hasil dari MCMC menunjukkan bahwa kera- patan materi gelap di sekitar matahari berkisar antara 0.83×10 −2 M⊙pc −3 hingga 6.81×10 −2 M⊙pc −3 , bergantung pada penelusur yang digunakan. Uji hipotesis dilakukan dengan menggunakan nilai faktor bayes dan probabilitas posterior prediktif. Dari analisis ini, didapatkan kesimpulan bahwa model Galaksi yang berisi materi gelap halo lebih memungkinkan dibandingkan dengan model yang tidak memperhitungkan materi gelap. Pada hipotesis tanpa melibatkan materi gelap, hukum gravitasi yang digunakan adalah modifikasi dinamika newton (MOND) Milgrom. Didapatkan bahwa parame- ter percepatana0pada hipotesis MOND adalah (1.18 ±0.13)×10 −10 m s −2 , cocok dengan hasil penelitian sebelumnya yang menggunakan kurva rotasi galaksi. Kata kunci: Materi Gelap, MOND, MCMC. i ABSTRACT MODELING MATTER DISTRIBUTION IN THE SOLAR NEIGHBORHOOD: A COMPARATIVE STUDY OF DARK MATTER AND MOND HYPOTHESES USING GAIA DR3 DATA By Muhammad Ali Syaifudin NIM 20321005 (Astronomy Master Program) The distribution of positions, velocities, and colors of stars around the Sun is compi- led from various selected catalogs, namely Gaia DR3, RAVE6, APOGEE-2 (SDSS), GALAH3, and LAMOST7. Main sequence stars of spectral classes A, F, and G are initially used as tracers to obtain the vertical number density profile and the vertical velocity distribution profile. These profiles are then employed to determine the dis- tribution of dark matter around the Sun using the Poisson equation and the Bahcall model. The tracers are divided into 15 categories based on their colors, with a total of approximately∼50,000 stars. From the obtained data, three hypotheses describing the distribution of matter and the law of gravity in the Galaxy are tested. These hypotheses are examined by fitting the data using the MCMC (Markov Chain Monte Carlo) method with an implementation of the Affine Invariant written in the Rust programming language. The results from MCMC show that the density of dark matter around the Sun ranges from0.83×10 −2 M⊙pc −3 to6.81×10 −2 M⊙pc −3 , depending on the tracer. Hypothesis testing is performed using the values of the Bayes factor and posterior predictive probability. From this analysis, the conclusion is drawn that a Galaxy model containing a dark matter halo is more likely compared to a model that does not consider dark matter.