Lihatlah ledakan quasar dan sinar gamma - dua benda paling terang di Semesta - dan Anda 4 kali lebih mungkin melihat galaksi-galaksi yang mengintervensi di depan semburan tersebut. Kesimpulan ini dicapai oleh para astronom dari UC Santa Cruz, yang mempelajari lebih dari 50.000 quasar, dan beberapa semburan sinar gamma. Seharusnya tidak ada hubungan antara quasar atau meledak di latar belakang, dan jumlah galaksi di latar depan ... tetapi ada, dan sekarang hubungan itu adalah misteri yang lengkap.
Sebuah survei galaksi yang diamati di sepanjang garis pandang ke quasar dan semburan sinar gamma - keduanya sangat bercahaya, objek jauh - telah mengungkapkan ketidakkonsistenan yang membingungkan. Galaksi tampaknya empat kali lebih umum ke arah semburan sinar gamma daripada ke arah quasar.
Quasar dianggap ditenagai oleh pertambahan material ke lubang hitam supermasif di pusat galaksi jauh. Semburan sinar gamma, pergolakan kematian bintang-bintang besar, adalah ledakan paling energik di alam semesta. Tetapi tidak ada alasan untuk mengharapkan galaksi di latar depan memiliki hubungan dengan sumber cahaya latar belakang ini.
"Hasilnya bertentangan dengan konsep dasar kosmologi kami, dan kami berjuang untuk menjelaskannya," kata Jason X. Prochaska, profesor astronomi dan astrofisika di Universitas California, Santa Cruz.
Prochaska dan mahasiswa pascasarjana Gabriel Prochter memimpin survei, yang menggunakan data dari satelit Swift milik NASA untuk mendapatkan pengamatan getaran cahaya gamma (GRB) transien yang cerah dan berlangsung lama. Mereka menggambarkan temuan mereka dalam sebuah makalah yang diterima untuk diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters. Makalah ini, yang dapat memiliki implikasi kosmologis yang aneh, telah menjadi sumber perdebatan signifikan di antara para astronom di seluruh dunia.
Studi ini didasarkan pada konsep yang cukup mudah. Ketika cahaya dari GRB atau quasar melewati galaksi latar depan, penyerapan panjang gelombang cahaya tertentu oleh gas yang terkait dengan galaksi menciptakan ciri khas dalam spektrum cahaya dari objek yang jauh. Ini memberikan penanda keberadaan galaksi di depan objek, bahkan jika galaksi itu sendiri terlalu samar untuk diamati secara langsung.
Prochter dan Prochaska menganalisis 15 GRB dalam penelitian baru dan menemukan tanda tangan serapan yang kuat yang menunjukkan keberadaan galaksi di sepanjang 14 garis pandang GRB. Mereka sebelumnya menggunakan data dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS) untuk menentukan kejadian galaksi di sepanjang garis pandang ke quasar. Berdasarkan studi quasar, mereka hanya akan meramalkan 3,8 galaksi daripada 14 yang terdeteksi di sepanjang garis pandang GRB.
Analisis quasar didasarkan pada lebih dari 50.000 pengamatan SDSS, sehingga data untuk quasar jauh lebih kuat secara statistik daripada data untuk GRB, kata Prochaska. Namun demikian, probabilitas bahwa hasil mereka hanya kebetulan statistik kurang dari sekitar satu dalam 10.000, katanya.
Para peneliti memeriksa tiga penjelasan potensial untuk inkonsistensi. Yang pertama adalah mengaburkan beberapa quasar oleh debu di galaksi. Idenya adalah bahwa jika quasar berada di belakang galaksi yang berdebu itu tidak akan terlihat, dan ini bisa membuat hasil yang miring. "Argumen kontra adalah bahwa dengan database besar ini pengamatan quasar, efek debu telah ditandai dengan baik dan itu harus minimal," kata Prochter.
Kemungkinan lain adalah bahwa garis serapan dalam spektrum GRB berasal dari gas yang dikeluarkan oleh GRB itu sendiri, bukan dari gas dalam galaksi-galaksi intervensi. Tetapi dalam hampir setiap kasus ketika para peneliti telah melihat lebih dekat ke arah GRB, mereka sebenarnya telah menemukan sebuah galaksi pada posisi yang sama dengan gas.
Gagasan ketiga adalah bahwa galaksi intervening dapat bertindak sebagai lensa gravitasi, meningkatkan kecerahan objek latar belakang, dan bahwa efek ini entah bagaimana berbeda untuk GRB daripada untuk quasar. Meskipun Prochaska mengatakan dia lebih suka penjelasan ini, beberapa faktor membuat pelapisan GRB yang kuat tampaknya tidak mungkin.
"Mereka yang tahu lebih banyak tentang pelensaan gravitasi daripada saya katakan kepada saya bahwa itu tidak mungkin menjadi jawabannya," kata Prochaska.
Makalah ini, sebuah draft yang telah diposting di server Internet selama beberapa minggu, telah merangsang diskusi luas dan setidaknya satu makalah baru yang mengusulkan penjelasan potensial. Namun sejauh ini temuan tersebut tetap membingungkan.
"Banyak orang menggaruk-garuk kepala, dan sebagian besar berharap itu hilang," kata Prochaska. “Sampel GRB kecil, jadi kami ingin melipattigakan atau melipatgandakan jumlahnya dalam analisis kami. Itu harus terjadi selama misi panjang Swift, tetapi itu akan memakan waktu. "
Selain Prochaska dan Prochter, penulis makalah ini termasuk Hsiao-Wen Chen dari University of Chicago; Joshua Bloom dan Ryan Foley dari UC Berkeley; Miroslava Dessauges-Zavadsky dari Observatorium Jenewa; Sebastian Lopez dari Universitas Chili; Max Pettini dari Universitas Cambridge; Andrea Dupree dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian; dan Puragra Guha Thakurta, profesor astronomi dan astrofisika di UC Santa Cruz.
Data yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh di Observatorium W. M. Keck, Observatorium Gemini, Teleskop Sangat Besar di Observatorium Paranal, dan Observatorium Magellan. Dukungan untuk penelitian ini diberikan oleh National Science Foundation dan NASA.
Sumber Asli: Rilis Berita UC Santa Cruz
