Bagaimana dengan empat supernova dengan harga satu? Menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble, Dr. Patrick Kelly dari University of California-Berkeley bersama dengan GLASS (Grism Lens Amplified Survey from Space) dan tim Hubble Frontier Fields,ditemukan sebuah supernova jarak jauh menghasilkan empat salinan dirinya sendiri oleh gravitasi yang kuat dari gugusan galaksi latar depan. Dijuluki SN Refsdal, benda itu ditemukan di gugusan galaksi yang kayaMACS J1149.6 + 2223 lima miliar tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Leo. Ini adalah supernova berlipat ganda lensa pertama yang ditemukan dan salah satu fatamorgana paling eksotis dari alam.
Lensa gravitasi tumbuh dari Einstein Teori relativitasdi mana ia meramalkan benda-benda besar akan menekuk dan membelokkan kain ruang waktu. Semakin besar objek, semakin parah tekukannya. Kita dapat membayangkan ini dengan membayangkan seorang anak berdiri di atas trampolin, beratnya menekan lesung pipit ke dalam kain. Gantilah anak dengan orang dewasa seberat 200 pon dan permukaan trampolin semakin melorot.
Demikian pula, Matahari yang masif menciptakan lesung pipi yang dalam, tetapi tak terlihat dalam struktur ruangwaktu. Planet-planet merasakan 'kelengkungan ruang' ini dan benar-benar berguling ke arah Matahari. Hanya gerakan menyamping atau momentum sudut yang membuat mereka tidak jatuh langsung ke neraka matahari.
Ruang melengkung yang diciptakan oleh benda besar juga menekuk sinar cahaya. Einstein meramalkan bahwa cahaya dari bintang yang lewat di dekat Matahari atau benda besar lainnya akan mengikuti bentangan luar angkasa yang tak terlihat ini dan dibelokkan dari jalur yang lurus. Efeknya, objek bertindak sebagai lensa, menekuk dan memfokuskan kembali cahaya dari sumber yang jauh menjadi gambar yang lebih cerah atau gambar yang banyak dan terdistorsi. Juga dikenal sebagai defleksi cahaya bintang, saat ini kami menyebutnya pelensaan gravitasi.
Simulasi ruangwaktu terdistorsi di sekitar kluster galaksi besar dari waktu ke waktu
Ternyata ada banyak lensa gravitasi di luar sana dalam bentuk gugusan galaksi yang sangat besar. Mereka mengandung materi biasa serta sejumlah besar materi gelap yang masih misterius yang membentuk 96% dari materi material di alam semesta. Cluster galaksi kaya bertindak seperti teleskop - massa besar dan gravitasi yang kuat memperbesar dan mengintensifkan cahaya galaksi miliaran tahun cahaya di luarnya, menjadikan apa yang sebelumnya tidak akan pernah terlihat.
Mari kita kembali ke SN Refsdal, dinamai untuk Sjur Refsdal, astrofisika Norwegia yang melakukan pekerjaan awal di bidang pelensaan gravitasi. Galaksi elips raksasa di gugus MACS J1149 “lensa” supernova jauh 9,4 miliar tahun cahaya dan galaksi spiral inangnya dari ketidakjelasan latar belakang menjadi pusat perhatian. Gravitasi kuat elips yang telah melakukan pekerjaan yang baik untuk mendistorsi ruangwaktu untuk membawa supernova ke pandangan juga mendistorsi bentuk galaksi inang dan membelah supernova menjadi empat gambar terpisah yang sama terang. Untuk membuat simetri yang begitu rapi, SN Refsdal harus tepat disejajarkan di belakang pusat galaksi.
Skenario di sini memiliki kemiripan yang sangat mencolok Salib Einstein, quasar dengan lensa gravitasi, di mana cahaya quasar jauh telah dipecah menjadi empat gambar yang diatur tentang galaksi pelopor latar depan. Gambar quasar berkedip atau berubah kecerahan seiring waktu microlensed oleh berlalunya bintang individual di dalam galaksi. Setiap bintang bertindak sebagai lensa yang lebih kecil di dalam lensa utama.
Gambar warna terperinci yang diambil oleh kelompok GLASS dan Hubble Frontier Fields menunjukkan galaksi inang supernova juga digandakan oleh gravitasi gugusan galaksi. Menurut mereka makalah terbaru, Kelly dan tim masih bekerja untuk mendapatkan spektra supernova untuk menentukan apakah itu dihasilkan dari pembakaran yang tidak terkendali dan ledakan bintang katai putih (Tipe Ia) atau keruntuhan dahsyat dan rebound bintang super yang kehabisan bahan bakar (Tipe II).
Waktu yang diperlukan cahaya untuk melakukan perjalanan ke Bumi dari masing-masing gambar lensa berbeda karena masing-masing mengikuti jalur yang sedikit berbeda di sekitar pusat galaksi lensa. Beberapa jalur lebih pendek, beberapa lebih panjang. Dengan mengatur waktu variasi kecerahan antara gambar-gambar individual, tim berharap dapat memberikan batasan tidak hanya pada distribusi materi terang vs materi gelap di galaksi lensa dan di cluster tetapi menggunakan informasi itu untuk menentukan tingkat ekspansi alam semesta.
Anda dapat memeras banyak dari fatamorgana kosmik!
