Perpustakaan Digital ITB

Kurva rotasi yang mendatar pada radius luar galaksi menjadi indikasi keberadaan materi gelap pada skala galaksi. Model cold dark matter (CDM) sebagai model standar materi gelap berhasil menjelaskan pembentukan struktur skala besar di alam semesta. Namun, model CDM memiliki beberapa masalah pada skala galaksi (small-scale problems), seperti core-cusp problem, yaitu perbedaan antara profil materi gelap galaksi katai hasil observasi (cored) dan simulasi model CDM (cuspy) yang mengikuti profil Navarro-Frenk-White (NFW). Masalah lain adalah rotation curves diversity problem, yaitu variasi bentuk kurva rotasi pada radius dalam galaksi-galaksi bermassa serupa terlalu lebar dibandingkan prediksi simulasi CDM. Salah satu solusi yang umum diusulkan adalah model materi gelap selain CDM, contohnya fuzzy dark matter (FDM) yang memodelkan partikel materi gelap bermassa sangat ringan dan self-interacting dark matter (SIDM) yang memodelkan adanya interaksi antarpartikel materi gelap. Model FDM dan SIDM memodifikasi bagian dalam halo NFW dengan profil inti soliton dan inti isotermal yang berdensitas konstan. Pada Tugas Akhir ini, model halo CDM dengan profil cuspy (NFW) dan profil cored (Burkert), FDM, dan SIDM diuji menggunakan data kurva rotasi 24 galaksi observasi (107.1 < M? (M?) < 109.8) dari katalog SPARC. Keempat model diuji melalui dekomposisi kurva rotasi menggunakan metode Markov Chain Monte Carlo (MCMC). Kurva rotasi sebagian besar galaksi lebih cocok dimodelkan dengan profil halo cored. Model FDM menghasilkan fitur lekukan tajam dengan adanya transisi profil soliton menuju halo NFW yang tampak cocok untuk hampir seluruh sampel galaksi. Model SIDM menghasilkan kurva rotasi dengan transisi yang halus dan umumnya terletak jauh dari pusat galaksi, sehingga ekuivalen dengan model halo isotermal pada sebagian galaksi. Berdasarkan nilai BIC, model Burkert menjadi model terbaik bagi 10 galaksi, SIDM bagi 9 galaksi, dan NFW bagi 5 galaksi. Terlepas dari kecocokan yang tinggi, model FDM tidak didukung oleh seluruh sampel galaksi karena kompleksitas model yang tinggi memicu penalty yang ’keras’ dari nilai BIC. Berdasarkan hasil fitting, diperoleh kendala massa partikel FDM dalam rentang 1?: mFDM = 0.322+1.141 ?0.251 × 10?22 eV. Kendala tersebut bertentangan dengan kendala dari berbagai pengamatan astrofisika lainnya, yang menjadi tantangan besar bagi model FDM dalam mengatasi small-scale problems.