Kredit gambar: SDSS
Lensing gravitasi terjadi ketika cahaya dari objek yang jauh, seperti quasar, terdistorsi oleh gravitasi dari objek yang lebih dekat. Para astronom telah menemukan lensa semacam itu, di mana distorsi sangat besar, mereka harus disebabkan oleh sejumlah besar materi gelap - materi yang terlihat saja tidak dapat bertanggung jawab. Materi gelap diprediksi oleh pengaruh gravitasinya pada galaksi dan bintang di Semesta, tetapi sejauh ini, para astronom tidak begitu yakin apa itu; apakah itu hanya masalah biasa yang terlalu dingin untuk dilihat dari Bumi, atau semacam partikel eksotis.
Para ilmuwan Sloan Digital Sky Survey telah menemukan quasar dengan lensa gravitasi dengan pemisahan terbesar yang pernah dicatat, dan, bertentangan dengan harapan, menemukan bahwa empat dari quasar paling bercahaya yang paling jauh yang diketahui tidak memiliki lensa gravitasi.
Teori Relativitas Umum Albert Einstein meramalkan bahwa tarikan gravitasi tubuh besar dapat bertindak sebagai lensa, menekuk dan mendistorsi cahaya objek yang jauh. Sebuah struktur besar di suatu tempat antara quasar yang jauh dan Bumi dapat "lensa" cahaya quasar, membuat gambar secara substansial lebih cerah dan menghasilkan beberapa gambar dari satu objek.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam majalah NATURE edisi 18/25 Desember, tim Sloan Digital Sky Survey (SDSS) yang dipimpin oleh mahasiswa pascasarjana Universitas Tokyo Naohisa Inada dan Masamune Oguri melaporkan bahwa empat quasar dalam jarak dekat sebenarnya adalah cahaya. dari satu quasar dibagi menjadi empat gambar dengan pelensaan gravitasi.
Lebih dari 80 quasar dengan lensa gravitasi telah ditemukan sejak contoh pertama ditemukan pada tahun 1979. Selusin quasar dengan lensa yang terdaftar adalah penemuan SDSS, yang setengahnya merupakan hasil dari karya Inada dan timnya.
Tetapi apa yang membuat temuan terakhir ini begitu dramatis adalah bahwa pemisahan antara empat gambar dua kali lebih besar dari quasar yang sebelumnya dikenal dengan lensa gravitasi. Sampai ditemukannya quasar lensa quadruple ini, pemisahan terbesar yang diketahui dalam quasar lensa gravitasi adalah 7 detik busur. Quasar yang ditemukan oleh tim SDSS terletak di rasi bintang Leo Minor; terdiri dari empat gambar yang dipisahkan oleh 14,62 detik busur.
Untuk menghasilkan pemisahan yang begitu besar, konsentrasi materi yang menyebabkan pelensaan harus sangat tinggi. Ada sekelompok galaksi di latar depan lensa gravitasi ini; materi gelap yang terkait dengan cluster harus bertanggung jawab atas pemisahan besar yang belum pernah terjadi sebelumnya.
"Pengamatan tambahan yang diperoleh di teleskop Subaru 8,2 meter dan teleskop Keck menegaskan bahwa sistem ini memang merupakan lensa gravitasi," jelas Inada. "Quasar yang terbelah sebanyak ini oleh pelensaan gravitasi diperkirakan sangat langka, dan dengan demikian hanya dapat ditemukan dalam survei yang sangat besar seperti SDSS."
Oguri menambahkan: “Menemukan satu lensa gravitasi yang begitu luas dari lebih dari 30.000 kuasar SDSS yang disurvei hingga saat ini sangat konsisten dengan ekspektasi teoritis model-model di mana alam semesta didominasi oleh materi gelap dingin. Ini menawarkan bukti kuat tambahan untuk model seperti itu. " (Materi gelap dingin, tidak seperti materi gelap panas, membentuk gumpalan yang rapat, jenis yang menyebabkan lensa gravitasi semacam ini.)
"Lensa gravitasi yang kami temukan akan menyediakan laboratorium yang ideal untuk mengeksplorasi hubungan antara objek yang terlihat dan materi gelap yang tak terlihat di alam semesta," jelas Oguri.
Dalam makalah kedua yang akan diterbitkan dalam Jurnal Astronomi pada Maret 2004, sebuah tim yang dipimpin oleh Gordon Richards dari Universitas Princeton menggunakan resolusi tinggi Teleskop Luar Angkasa Hubble untuk memeriksa empat dari quasar yang paling jauh yang diketahui yang ditemukan oleh SDSS untuk tanda-tanda pelensaan gravitasi. .
Mencari jarak yang jauh dalam astronomi adalah melihat ke masa lalu. Quasar ini terlihat pada saat alam semesta kurang dari 10 persen dari usia saat ini. Quasar ini sangat bercahaya, dan diperkirakan didukung oleh lubang hitam besar dengan massa beberapa miliar kali Matahari. Para peneliti mengatakan itu adalah misteri nyata bagaimana lubang hitam raksasa bisa terbentuk begitu awal di alam semesta. Namun jika objek-objek ini memiliki lensa gravitasi, para peneliti SDSS akan menyimpulkan luminositas yang jauh lebih kecil dan karenanya massa lubang hitam, membuatnya lebih mudah untuk menjelaskan pembentukannya.
“Semakin jauh quasar, semakin besar kemungkinan galaksi berada di antara itu dan pemirsa. Inilah sebabnya kami mengharapkan quasar yang paling jauh untuk menjadi lensa, ”jelas peneliti SDSS Xiaohui Fan dari University of Arizona. Namun, berlawanan dengan harapan, tidak satu pun dari keempatnya yang menunjukkan tanda-tanda beberapa gambar yang merupakan ciri khas lensa.
“Hanya sebagian kecil quasar yang memiliki lensa gravitasi. Namun, quasar yang sangat terang ini sangat langka di alam semesta yang jauh. Karena pelensa menyebabkan quasar tampak lebih terang dan karenanya lebih mudah dideteksi, kami berharap quasar jauh kami adalah yang paling mungkin untuk difoto, ”saran anggota tim Zoltan Haiman dari Universitas Columbia.
"Fakta bahwa quasar ini tidak terlindungi mengatakan bahwa para astronom harus menganggap serius gagasan bahwa quasar beberapa miliar kali massa Matahari terbentuk kurang dari satu miliar tahun setelah Big Bang", kata Richards. "Kami sekarang mencari lebih banyak contoh quasar redshift tinggi di SDSS untuk memberi para teoretikus lubang hitam supermasif lebih banyak untuk dijelaskan."
Sumber Asli: Siaran Berita SDSS
