Ads Top

Prediksi Teori Relativitas, Lensa Gravitasi Membentuk Cincin Einstein


Para astronom telah menemukan bahwa galaksi yang jauh - dilihat dari Bumi dengan bantuan lensa gravitasi - muncul seperti cincin kosmik, berkat gambar resolusi tertinggi yang pernah diambil dengan Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Lensa gravitasi digunakan dalam astronomi untuk mempelajari alam semesta yang sangat jauh. Gravitasi lensa (Gravitational Lens) telah diprediksi oleh teori Albert Einstein yaitu teori relativitas umum.

Teori tersebut menjelaskan bahwa cahaya dari sumber memancar dalam garis lurus (dalam tiga dimensi), cahaya itu membengkok oleh adanya fisik yang besar, yang mendistorsi ruang-waktu. Sebuah Cincin Einstein adalah kasus khusus dari lensa gravitasi, yang disebabkan oleh kesejajaran yang tepat dari sumbernya, lensanya, dan pengamat. Hasil kesejajaran di simetri sekitar lensa, menyebabkan cincin seperti terstruktur.







Pada Oktober 2014, Herschel Space Observatory menemukan sebuah bintang aktif yang membentuk galaksi berjarak hampir 12 miliar tahun cahaya, terlihat pada saat alam semesta hanya 15 persen dari usia saat ini. Hal ini terbias oleh cahaya latardepan yang besar dari galaksi yang relatif jarak dekatnya 4 miliar tahun cahaya. Galaksi ini di beri nama SDP.81 yang merupakan bagian dari ALMA Long Baseline Campaign, program penting untuk menguji dan memastikan penggunaan daya tertinggi teleskop, tercapai ketika antena berada di jarak terbesar mereka: hingga 15 kilometer terpisah.

Citra resolusi tertinggi SDP.81 dibuat dengan mengamati cahaya relatif cerah yang dipancarkan oleh debu kosmik di galaksi yang jauh. Gambar mencolok ini menunjukkan busur yang didefinisikan dalam pola yang mengisyaratkan lebih lengkap, struktur cincin hampir berdekatan. Sedikit gambar beresolusi rendah lainnya, dibuat dengan mengamati tanda molekul samar karbon monoksida dan air, membantu menyelesaikan gambar dan memberikan rincian penting tentang galaksi yang jauh ini.

ALMA merupakan teleskop yang di ciptakan dengan resolusi tinggi. ALMA mampu menangkap gambar dengan sangat detail di banding teleskop lainnya seperti Huble. Besarnya jumlah dari informasi yang terkandung dalam gambar ALMA sangatlah penting bagi pemahaman tentang galaksi di alam semesta awal. Para astronom menggunakan program komputer yang canggih untuk merekonstruksi penampakan asli pembiasan cahaya galaksi. Terurainya pembengkokan cahaya dilakukan oleh pembiasan gravitasi akan memungkinkan para astronom untuk mempelajari bentuk yang sebenarnya dan gerak internal galaksi yang jauh ini menjadi jauh lebih jelas dari yang telah dicapai hingga saat ini.
Cincin Einstein adalah kasus khusus dari lensa gravitasi, yang disebabkan oleh kesejajaran yang tepat dari sumbernya, lensanya, dan pengamat. Hasil kesejajaran di simetri sekitar lensa, menyebabkan cincin seperti terstruktur. 
Dalam observasi astronomi, cincin Einstein adalah deformasi cahaya dari sumber (seperti galaksi atau bintang) ke cincin melalui gravitasi lensa dari sumber cahaya oleh sebuah objek dengan massa yang sangat besar (seperti galaksi lain atau lubang hitam ). Hal ini terjadi ketika sumber, lensa, dan pengamat semuanya selaras. Cincin Einstein lengkap pertama, dinamakan B1938 + 666, ditemukan oleh kolaborasi antara para astronom di University of Manchester dan Hubble Space Telescope NASA pada tahun 1998.

Teori Relativitas Dan Lensa Gravitasi 


Cincin Einstein lengkap pertama yang berhasil ditemukan adalah B1938 + 666, yang ditemukan oleh King et al. (1998) melalui optik di tindak lanjuti dengan Teleskop Ruang Angkasa Hubble dari lensa gravitasi yang dicitrakan dengan MERLIN. [2] [5] Galaksi yang membuat lensa di B1938 + 666 adalah galaksi elips kuno, dan gambar yang kita lihat melalui lensa adalah galaksi satelit gelap kecil, yang kita tidak akan dapat melihatnya dengan teknologi saat ini.




Pada gambar di atas terlihat galaksi yang Sangat besar dan biru dan dapat menyelubungi sekitar satu galaksi? Sebuah pemandangan lensa gravitasi. Digambarkan di atas, gravitasi galaksi merah bercahaya (LRG-Luminous Red Galaxy) telah secara gravitasi mendistorsi cahaya dari galaksi biru yang sangat jauh. Lebih umumnya, seperti hasil pembengkokan cahaya dalam dua gambar yang terlihat dari galaksi yang jauh, tapi di sini kesejajaran lensa begitu tepat bahwa background galaksi terdistorsi seperti tapal kuda - bentuk cincin hampir sempurna.

Karena seperti efek lensa pada umumnya yang telah diprediksi secara rinci oleh Albert Einstein lebih dari 70 tahun yang lalu, cincin seperti ini sekarang dikenal sebagai Einstein Rings. Meskipun LRG 3-757 ditemukan pada tahun 2007 dalam data dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS), gambar yang ditampilkan di atas adalah observasi tindak lanjut yang diambil dengan teleskop ruang angkasa Hubble Wide Field Camera 3 lensa gravitasi yang kuat seperti LRG 3-757 lebih dari sekedar ajaib - beberapa properti nya memungkinkan para astronom untuk menentukan massa dan kandungan materi gelap dari latardepan-foreground lensa galaksi.

Pada tahun 2005, kekuatan gabungan dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS) dengan teleskop luar angkasa Hubble digunakan dalam lensa kamera Sloan Lanjutan untuk survei (SLACS) untuk menemukan 19 gravitasi lensa baru, 8 di antaranya menunjukkan cincin Einstein. Pada 2009 survei ini mengkonfirmasi telah menemukan 85 gravitasi lensa, masih belum ada nomor untuk banyaknya cincin Einstein yang terlihat. Survei ini bertanggung jawab pada sebagian besar penemuan terbaru dari cincin Einstein dalam kisaran optik, berikut ini adalah beberapa contoh yang ditemukan:

  • J0332-3557, ditemukan oleh Remi Cabanac pada tahun 2005, terkenal karena pergeseran warna merah yang tinggi yang memungkinkan kami untuk menggunakannya dalam membuat pengamatan tentang awal alam semesta.
  • Cosmic Horseshoe adalah cincin Einstein parsial yang diamati melalui lensa gravitasi LRG 3-757, Luminous Red Galaxy yang sangat besar. Hal ini ditemukan pada tahun 2007 oleh N.W.Evans
  • SDSSJ0946+1.006, Cincin Ganda Einstein ditemukan oleh Raphael Gavazzi dan Tomasso Treu pada tahun 2008, terkenal karena adanya beberapa cincin diamati melalui gravitasi lensa yang sama, secara signifikan yang dijelaskan pada bagian berikutnya pada ekstra cincin.
  • Contoh lain adalah radio X-Ray cincin Einstein di sekitar PKS 1830-211, yang luar biasa kuat di radio, ditemukan di X-Ray oleh Varsha Gupta et al. di observatorium Chandra X-Ray, juga terkenal karena menjadi kasus pertama quasar yang lensanya oleh hampir berhadapan pada galaksi spiral. 
  • Ada juga sebuah cincin radio sekitar galaksi MG1654+1346, gambar di atas ring adalah bahwa lobus radio quasar, ditemukan pada tahun 1989 oleh G.Langston.


Para ilmuwan saat ini masih mempelajari galaksi SDP.81. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mencapai resolusi maksimum yang mengejutkan yaitu 23 milliarcseconds, yang hampir sama dengan melihat tepi ring basket di puncak Menara Eiffel dari dek pengamatan di gedung Empire State. ALMA merupakan manifestasi hebat yang telah di capai sejauh ini dalam mensupport sains dan pengetahuan.

Dibutuhkan kombinasi resolusi tinggi ALMA dan sensitivitas yang tinggi untuk melihat rincian yang tersembunyi dari kejadian awal alam semesta. Hasil ini membuka batasan baru dalam dunia astronomi bagaimana sebuah alam semesta berawal. Meskipun gaya saling tarik - menarik antara gravitasi dan cahaya di SDP.81 telah dipelajari sebelumnya oleh observatorium lain. Namun, informasi lensa gravitasi yang disajikan oleh ALMA masih lebih akurat dibanding yang lain.

SDP.81 adalah salah satu dari lima target yang dipilih untuk studi selama Kampanye ALMA Long Baseline Campaign. Yang lain termasuk protoplanet disk HL Tau, asteroid Juno, bintang Mira, dan quasar 3C138. Makalah yang menjelaskan data-data yang tersedia untuk umum dan hasil keseluruhan ALMA Long Baseline Campaign yang akan diterbitkan dalam Astrophysical Journal, Letters.

Referensi 


ALMA Sees Einstein Ring in Stunning Image of Lensed Galaxy, April 7, 2015, by National Radio Astronomy Observatory

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.