Kredit gambar: Hubble
Galaksi spiral PGC 69457 terletak di dekat batas konstelasi musim gugur Pegasus dan Aquarius sekitar 3 derajat selatan dari Theta Pegasi yang berkekuatan tiga - tetapi jangan menggali refraktor 60mm itu untuk mencarinya. Galaksi sebenarnya berjarak sekitar 400 juta tahun cahaya dan memiliki kecerahan jelas sebesar 14,5. Jadi musim gugur mendatang mungkin waktu yang tepat untuk berhubungan dengan teman "astro-nut" Anda yang selalu menuju matahari terbenam untuk menjauh dari lampu-lampu kota dengan menggunakan instrumen amatir yang lebih besar, lebih besar,…
Tetapi ada banyak galaksi berkekuatan 14 di langit - apa yang membuat PGC 69457 begitu istimewa?
Untuk memulai dengan sebagian besar galaksi, jangan "menghalangi" pandangan quasar yang lebih jauh (QSO2237 + 0305). Dan jika ada yang lain, hanya sedikit yang memiliki distribusi yang tepat dari benda padat yang dibutuhkan untuk menyebabkan cahaya "melengkung" sedemikian rupa sehingga benda yang tidak terlihat terlihat. Dengan PGC 69457 Anda tidak hanya mendapatkan satu - tetapi empat - terpisah tampilan magnitude ke-17 dari quasar yang sama untuk kesulitan menyiapkan satu dobsonian tabung truss 20 inci. Apakah itu layak? (Bisakah Anda mengatakan "lipat empat kesenangan mengamati Anda"?)
Tetapi fenomena di balik pandangan seperti itu bahkan lebih menarik bagi para astronom profesional. Apa yang bisa kita pelajari dari efek yang begitu unik?
Teori ini sudah mapan - Albert Einstein memprediksinya dalam "Teori Relativitas Umum" -nya tahun 1915. Gagasan inti Einstein adalah bahwa seorang pengamat yang mengalami akselerasi dan satu stasioner dalam medan gravitasi tidak dapat membedakan antara keduanya pada "berat" mereka. ” Dengan mengeksplorasi ide ini sepenuhnya, menjadi jelas bahwa tidak hanya materi tetapi cahaya (meskipun tanpa massa) mengalami jenis kebingungan yang sama. Karena itu, cahaya yang mendekati medan gravitasi pada suatu sudut "dipercepat menuju" sumber gravitasi - tetapi karena kecepatan cahaya konstan, percepatan semacam itu hanya memengaruhi jalur dan panjang gelombang cahaya - bukan kecepatan sebenarnya.
Lensa gravitasi itu sendiri pertama kali terdeteksi selama gerhana matahari total tahun 1919. Ini terlihat sebagai sedikit perubahan posisi bintang-bintang di dekat korona Matahari sebagaimana ditangkap pada lempeng foto. Karena pengamatan ini, kami sekarang tahu bahwa Anda tidak perlu lensa untuk membelokkan cahaya - atau bahkan air untuk membiaskan gambar Koi yang berenang di kolam. Materi ringan membutuhkan jalur yang paling sedikit resistansi dan itu berarti mengikuti kurva gravitasi ruang serta kurva optik sebuah lensa. Cahaya dari QSO2237 + 0305 hanya melakukan apa yang muncul secara alami dengan menjelajahi kontur "ruang-waktu" yang melengkung di sekitar bintang-bintang padat yang terletak di sepanjang garis pandang dari sumber yang jauh melalui galaksi yang lebih berdekatan. Hal yang sangat menarik tentang Einstein's Cross adalah tentang apa yang diceritakannya kepada kita tentang semua massa yang terlibat - mereka yang ada di galaksi yang membiaskan cahaya, dan Yang Besar di jantung quasar yang sumbernya.
Dalam makalah mereka "Rekonstruksi kurva cahaya microlensing dari Einstein Cross" ahli astrofisika Korea Dong-Wook Lee (et al) dari Universitas Sejong bekerja sama dengan ahli astrofisika Belgia J. Surdez (et al) dari University of Liege, menemukan bukti dari sebuah disk akresi yang mengelilingi lubang hitam di Quasar QSO2237 + 0305. Bagaimana hal seperti itu bisa terjadi pada jarak yang terlibat?
Lensa pada umumnya "mengumpulkan dan memfokuskan cahaya" dan "lensa gravitasi" (Lee at al menempatkan minimal lima benda bermassa rendah tetapi sangat padat) dalam PGC 69457, melakukan hal yang sama. Dengan cara ini, cahaya dari quasar yang biasanya berjalan jauh dari instrumen kita "membungkus" galaksi untuk datang ke arah kita. Karena itu kita “melihat” 100.000 kali lebih detail daripada yang mungkin terjadi. Tapi ada yang menarik: Meskipun mendapatkan resolusi 100.000 kali lebih banyak, kami masih melihat cahaya, bukan detail. Dan karena ada beberapa massa yang membiaskan cahaya di galaksi, kita melihat lebih dari satu pandangan quasar.
Untuk mendapatkan informasi yang berguna dari quasar, Anda harus mengumpulkan cahaya dalam jangka waktu yang lama (berbulan-bulan hingga bertahun-tahun) dan menggunakan algoritma analitik khusus untuk mengumpulkan data yang dihasilkan. Metode yang digunakan oleh Lee dan rekan disebut LOHCAM (LOcal Hae CAustic Modeling). (HAE sendiri adalah akronim untuk Acara Amplifikasi Tinggi). Dengan menggunakan LOHCAM dan data yang tersedia dari OGLE (Eksperimen Gravitasi Lensa Optik) dan GLIPT (Proyek Waktu Internasional Lensa Gravitasi), tim menentukan tidak hanya bahwa LOHCAM bekerja seperti yang diharapkan tetapi bahwa QSO2237 + 0305 dapat mencakup disk akresi yang dapat dideteksi (dari mana ia mengambil materi untuk menyalakan mesin cahayanya). Tim juga telah menentukan perkiraan massa lubang hitam quasar, ukuran wilayah ultraviolet yang memancar darinya, dan memperkirakan gerakan transversal dari lubang hitam karena bergerak relatif terhadap galaksi spiral.
Lubang hitam pusat di Quasar QSO2237 + 0305 diperkirakan memiliki massa gabungan 1,5 miliar Matahari - nilai yang menyaingi lubang hitam pusat terbesar yang pernah ditemukan. Jumlah massa seperti itu mewakili 1 persen dari jumlah total bintang di galaksi Bima Sakti kita sendiri. Sementara itu dan sebagai perbandingan, lubang hitam QSO2237 + 0305 kira-kira 50 kali lebih besar dari yang ada di pusat galaksi kita sendiri.
Berdasarkan "double-peaks" dalam luminositas dari quasar, Lee et al menggunakan LOHCAM untuk juga menentukan ukuran disk akresi QSO2237 + 0305, orientasinya, dan mendeteksi daerah pengaburan pusat di sekitar lubang hitam itu sendiri. Disk itu sendiri kira-kira 1/3 dari tahun cahaya dengan diameter dan dihidupkan menghadap ke arah kami.
Terkesan? Baiklah, mari kita tambahkan juga bahwa tim telah menentukan jumlah minimum dari mikrolitmen dan massa terkait yang ditemukan di galaksi lensa. Tergantung pada kecepatan transversal yang diasumsikan (dalam pemodelan LOHCAM), rentang terkecil dari raksasa gas - seperti planet Jupiter - melalui Matahari kita sendiri.
Jadi bagaimana cara kerja “lubang” ini?
Proyek-proyek OGLE dan GLIPT memantau perubahan dalam intensitas streaming cahaya visual kepada kami dari masing-masing dari empat pemandangan quasar ke-17. Karena sebagian besar quasar tidak dapat dipecahkan, karena jarak yang sangat jauh di ruang angkasa, oleh teleskop. Fluktuasi luminositas hanya dilihat sebagai satu titik data berdasarkan kecerahan seluruh quasar. Namun, QSO2237 + 0305 menghadirkan empat gambar quasar dan setiap gambar menyoroti luminositas yang berasal dari perspektif quasar yang berbeda. Dengan secara teleskopis memantau keempat gambar secara bersamaan, sedikit variasi dalam intensitas gambar dapat dideteksi dan direkam dalam hal besarnya, tanggal, dan waktu. Selama beberapa bulan hingga bertahun-tahun, sejumlah besar "peristiwa amplifikasi tinggi" dapat terjadi. Pola yang muncul dari kemunculannya (dari satu tampilan magnitudo 17 ke yang berikutnya) kemudian dapat dianalisis untuk menunjukkan gerakan dan intensitas. Dari sini dimungkinkan adanya tampilan resolusi sangat tinggi dari struktur yang biasanya tidak terlihat dalam quasar.
Bisakah Anda dan teman Anda dengan dob-newtonian 20 inci melakukan ini?
Tentu - tetapi tidak tanpa beberapa peralatan yang sangat mahal dan pegangan yang baik pada beberapa algoritma pencitraan matematika yang kompleks. Tempat yang bagus untuk memulai namun mungkin hanya untuk melirik galaksi dan menggantung dengan salib untuk sementara ...
Ditulis oleh Jeff Barbour
