Galaxy Cluster Abell 2218 mendistorsi cahaya dari beberapa galaksi yang lebih jauh. Kredit gambar: ESO. Klik untuk memperbesar.
Lima puluh tahun setelah kematiannya, karya Albert Einstein masih menyediakan alat baru untuk memahami alam semesta kita. Tim astronom internasional kini menggunakan fenomena yang pertama kali diprediksi oleh Einstein pada tahun 1936, yang disebut pelensaan gravitasi, untuk menentukan bentuk bintang. Fenomena ini, karena efek gravitasi pada sinar cahaya, menyebabkan pengembangan teknik optik gravitasi, di antaranya adalah microlensing gravitasi. Ini adalah pertama kalinya teknik terkenal ini digunakan untuk menentukan bentuk bintang.
Sebagian besar bintang di langit berbentuk seperti titik, sehingga sangat sulit untuk mengevaluasi bentuknya. Kemajuan terbaru dalam interferometri optik telah memungkinkan untuk mengukur bentuk beberapa bintang. Pada Juni 2003, misalnya, bintang Achernar (Alpha Eridani) ditemukan sebagai bintang paling datar yang pernah dilihat, menggunakan pengamatan dari Very Large Telescope Interferometer (lihat Siaran Pers ESO untuk perincian tentang penemuan ini). Sampai sekarang, hanya beberapa pengukuran bentuk bintang telah dilaporkan, sebagian karena sulitnya melakukan pengukuran tersebut. Namun, penting untuk mendapatkan penentuan bentuk bintang yang lebih akurat, karena pengukuran seperti itu membantu menguji model bintang teoretis.
Untuk pertama kalinya, tim astronom internasional [1], dipimpin oleh N.J. Rattenbury (dari Jodrell Bank Observatory, UK), menerapkan teknik pelensaan gravitasi untuk menentukan bentuk bintang. Teknik-teknik ini bergantung pada tekukan gravitasi sinar cahaya. Jika cahaya yang berasal dari sumber terang lewat dekat dengan objek masif latar depan, sinar cahaya akan bengkok, dan gambar sumber terang akan diubah. Jika objek masif latar depan ('lensa') seperti titik dan sejajar sempurna dengan Bumi dan sumber terang, gambar yang diubah seperti yang terlihat dari Bumi akan menjadi bentuk cincin, yang disebut 'cincin Einstein'. Namun, kebanyakan kasus nyata berbeda dari situasi ideal ini, dan gambar yang diamati diubah dengan cara yang lebih rumit. Gambar di bawah ini menunjukkan contoh pelensaan gravitasi oleh gugusan galaksi masif.
Microlensing gravitasi, seperti yang digunakan oleh Rattenbury dan rekan-rekannya, juga bergantung pada defleksi sinar cahaya oleh gravitasi. Gravrolational microlensing adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan peristiwa pelensaan gravitasi di mana lensa tidak cukup masif untuk menghasilkan gambar yang dapat diselesaikan dari sumber latar belakang. Efeknya masih dapat dideteksi karena gambar yang terdistorsi dari sumber lebih terang daripada sumber yang tidak dilensasikan. Efek yang dapat diamati dari microlensing gravitasi adalah pembesaran semu sementara dari sumber latar belakang. Dalam beberapa kasus, efek microlensing dapat meningkatkan kecerahan sumber latar belakang dengan faktor hingga 1000. Seperti yang telah ditunjukkan oleh Einstein, keberpihakan yang diperlukan untuk efek microlensing untuk diamati jarang terjadi. Selain itu, karena semua bintang bergerak, efeknya bersifat sementara dan tidak berulang. Kejadian microlensing terjadi dalam rentang waktu dari minggu ke bulan, dan membutuhkan survei jangka panjang untuk dideteksi. Program survei semacam itu sudah ada sejak 1990-an. Hari ini, dua tim survei beroperasi: kolaborasi Jepang / Selandia Baru yang dikenal sebagai MOA (Observasi Microlensing dalam Astrofisika) dan kolaborasi Polandia / Princeton yang dikenal sebagai OGLE (Optical Gravitational Lens Experiment). Tim MOA mengamati dari Selandia Baru dan tim OGLE dari Chili. Mereka didukung oleh dua jaringan tindak lanjut, MicroFUN dan PLANET / RoboNET, yang mengoperasikan sekitar selusin teleskop di seluruh dunia.
Teknik microlensing telah diterapkan untuk mencari materi gelap di sekitar Bima Sakti kita dan galaksi lain. Teknik ini juga telah digunakan untuk mendeteksi planet yang mengorbit di sekitar bintang lain. Untuk pertama kalinya, Rattenbury dan rekan-rekannya mampu menentukan bentuk bintang menggunakan teknik ini. Acara microlensing yang digunakan terdeteksi pada Juli 2002 oleh kelompok MOA. Acara ini diberi nama MOA 2002-BLG-33 (selanjutnya disebut MOA-33). Menggabungkan pengamatan acara ini dengan lima teleskop berbasis darat bersama dengan gambar HST, Rattenbury dan rekan-rekannya melakukan analisis baru dari acara ini.
Lensa acara MOA-33 adalah bintang biner, dan sistem lensa biner semacam itu menghasilkan lampu mikro yang dapat memberikan banyak informasi tentang sumber dan sistem lensa. Geometri khusus dari sistem pengamat, lensa dan sumber selama peristiwa microlensing MOA-33 berarti bahwa perbesaran tergantung-waktu yang diamati dari bintang sumber sangat sensitif terhadap bentuk sebenarnya dari sumber itu sendiri. Bentuk bintang sumber dalam peristiwa microlensing biasanya diasumsikan berbentuk bola. Memperkenalkan parameter yang menggambarkan bentuk bintang sumber ke dalam analisis memungkinkan bentuk bintang sumber ditentukan.
Rattenbury dan rekan-rekannya memperkirakan bintang latar belakang MOA-33 sedikit memanjang, dengan rasio antara jari-jari kutub dan jari-jari khatulistiwa 1,02 -0,02 / + 0,04. Namun, mengingat ketidakpastian pengukuran, bentuk lingkaran bintang tidak dapat sepenuhnya dikecualikan. Gambar di bawah ini membandingkan bentuk bintang latar MOA-33 dengan yang baru-baru ini diukur untuk Altair dan Achernar. Walaupun Altair dan Achernar hanya beberapa parsec dari Bumi, bintang berlatar belakang MOA-33 adalah bintang yang lebih jauh (sekitar 5000 parsec dari Bumi). Memang, teknik interferometrik hanya dapat diterapkan pada bintang yang terang (dengan demikian dekat). Sebaliknya, teknik microlensing memungkinkan untuk menentukan bentuk bintang yang jauh lebih jauh. Memang, saat ini tidak ada teknik alternatif untuk mengukur bentuk bintang yang jauh.
Namun, teknik ini membutuhkan konfigurasi geometris yang sangat spesifik (dan langka). Dari pertimbangan statistik, tim memperkirakan bahwa sekitar 0,1% dari semua peristiwa microlensing yang terdeteksi akan memiliki konfigurasi yang diperlukan. Sekitar 1000 peristiwa microlensing diamati setiap tahun. Mereka akan menjadi lebih banyak lagi dalam waktu dekat. Grup MOA saat ini sedang menugaskan teleskop lapangan 1,8 m baru yang dipasok Jepang yang akan mendeteksi peristiwa pada tingkat yang meningkat. Juga, sebuah kelompok yang dipimpin AS sedang mempertimbangkan rencana untuk misi berbasis ruang yang disebut Microlensing Planet Finder. Ini sedang dirancang untuk memberikan sensus semua jenis planet di dalam Galaxy. Sebagai produk sampingan, ia juga akan mendeteksi peristiwa seperti MOA-33 dan memberikan informasi tentang bentuk bintang.
Sumber Asli: Observatorium Jodrell Bank
