Galaxy Cluster Abell 2218 memutarbelitkan cahaya dari beberapa galaksi yang lebih jauh. Kredit gambar: ESO. Klik untuk membesarkan.
Lima puluh tahun selepas kematiannya, karya Albert Einstein masih menyediakan alat baru untuk memahami alam semesta kita. Pasukan ahli astronomi antarabangsa kini menggunakan fenomena yang pertama kali diramalkan oleh Einstein pada tahun 1936, yang disebut lensa graviti, untuk menentukan bentuk bintang. Fenomena ini, disebabkan oleh pengaruh graviti pada sinar cahaya, menyebabkan pengembangan teknik optik graviti, di antaranya mikolensing graviti. Ini adalah pertama kalinya teknik terkenal ini digunakan untuk menentukan bentuk bintang.
Sebilangan besar bintang di langit berbentuk seperti titik, menjadikannya sangat sukar untuk menilai bentuknya. Kemajuan terkini dalam interferometri optik telah memungkinkan untuk mengukur bentuk beberapa bintang. Pada bulan Jun 2003, misalnya, bintang Achernar (Alpha Eridani) didapati sebagai bintang paling tinggi yang pernah dilihat, dengan menggunakan pemerhatian dari Interferometer Teleskop Sangat Besar (lihat Siaran Akhbar ESO untuk perincian mengenai penemuan ini). Hingga kini, hanya beberapa ukuran bentuk bintang yang dilaporkan, sebahagiannya disebabkan oleh kesukaran melakukan pengukuran tersebut. Walau bagaimanapun, penting untuk mendapatkan penentuan bentuk bintang yang lebih tepat, kerana pengukuran tersebut membantu menguji model bintang teori.
Buat pertama kalinya, pasukan astronomi antarabangsa [1], yang diketuai oleh N.J. Rattenbury (dari Jodrell Bank Observatory, UK), menggunakan teknik lensa graviti untuk menentukan bentuk bintang. Teknik ini bergantung pada lenturan graviti sinar cahaya. Sekiranya cahaya yang berasal dari sumber terang melewati objek besar di depan, sinar cahaya akan dibengkokkan, dan gambar sumber terang akan diubah. Sekiranya objek besar di latar depan (‘lensa’) berbentuk titik dan sejajar dengan Bumi dan sumber terang, gambar yang diubah seperti yang dilihat dari Bumi akan berbentuk cincin, yang disebut ‘Einstein ring’. Walau bagaimanapun, kebanyakan kes sebenar berbeza dari keadaan ideal ini, dan gambar yang diperhatikan diubah dengan cara yang lebih rumit. Gambar di bawah menunjukkan contoh lensa graviti oleh sekumpulan galaksi besar.
Microlensing graviti, seperti yang digunakan oleh Rattenbury dan rakan-rakannya, juga bergantung pada pesongan sinar cahaya oleh graviti. Grolitational microlensing adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan kejadian lensa graviti di mana lensa tidak cukup besar untuk menghasilkan gambar sumber latar belakang yang dapat diselesaikan. Kesannya masih dapat dikesan kerana gambar sumber yang diputarbelitkan lebih terang daripada sumber yang tidak berlabel. Oleh itu, kesan mikolensing graviti yang dapat dilihat adalah pembesaran sementara dari sumber latar belakang. Dalam beberapa kes, kesan microlensing dapat meningkatkan kecerahan sumber latar dengan faktor hingga 1000. Seperti yang telah ditunjukkan oleh Einstein, penjajaran yang diperlukan agar kesan microlensing dapat dilihat jarang terjadi. Lebih-lebih lagi, kerana semua bintang bergerak, kesannya bersifat sementara dan tidak berulang. Peristiwa microlensing berlaku dalam jangka masa dari minggu hingga bulan, dan memerlukan tinjauan jangka panjang untuk dikesan. Program tinjauan seperti itu sudah ada sejak tahun 1990-an. Hari ini, dua pasukan tinjauan beroperasi: kerjasama Jepun / New Zealand yang dikenali sebagai MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) dan kolaborasi Poland / Princeton yang dikenali sebagai OGLE (Optical Gravitational Lens Experiment). Pasukan MOA memerhatikan dari New Zealand dan pasukan OGLE dari Chile. Mereka disokong oleh dua rangkaian tindak lanjut, MicroFUN dan PLANET / RoboNET, yang beroperasi sekitar selusin teleskop di seluruh dunia.
Teknik microlensing telah diterapkan untuk mencari bahan gelap di sekitar Bima Sakti kita dan galaksi lain. Teknik ini juga telah digunakan untuk mengesan planet yang mengorbit bintang lain. Buat pertama kalinya, Rattenbury dan rakan-rakannya dapat menentukan bentuk bintang menggunakan teknik ini. Acara microlensing yang digunakan dikesan pada bulan Julai 2002 oleh kumpulan MOA. Acara ini diberi nama MOA 2002-BLG-33 (selepas ini MOA-33). Menggabungkan pemerhatian peristiwa ini oleh lima teleskop darat bersama gambar HST, Rattenbury dan rakan-rakannya melakukan analisis baru mengenai peristiwa ini.
Lensa peristiwa MOA-33 adalah bintang binari, dan sistem lensa binari sedemikian menghasilkan pelindung cahaya mikrolens yang dapat memberikan banyak maklumat mengenai sumber dan sistem lensa. Geometri tertentu dari pemerhati, lensa dan sistem sumber semasa peristiwa mikolensing MOA-33 bermaksud bahawa pembesaran bergantung pada masa yang diperhatikan pada bintang sumber sangat sensitif terhadap bentuk sebenar sumber itu sendiri. Bentuk bintang sumber dalam peristiwa microlensing biasanya dianggap bulat. Memperkenalkan parameter yang menggambarkan bentuk bintang sumber ke dalam analisis membolehkan bentuk bintang sumber ditentukan.
Rattenbury dan rakannya menganggarkan bintang latar MOA-33 sedikit memanjang, dengan nisbah antara jejari kutub dan khatulistiwa 1.02 -0.02 / + 0.04. Walau bagaimanapun, memandangkan ketidakpastian pengukuran, bentuk bulat bintang tidak dapat dikecualikan sepenuhnya. Gambar di bawah membandingkan bentuk bintang latar MOA-33 dengan yang baru-baru ini diukur untuk Altair dan Achernar. Walaupun kedua-dua Altair dan Achernar hanya beberapa parsec dari Bumi, bintang latar MOA-33 adalah bintang yang lebih jauh (kira-kira 5000 parsec dari Bumi). Sesungguhnya, teknik interferometrik hanya dapat diterapkan pada bintang-bintang yang terang (berdekatan). 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.
Teknik ini, bagaimanapun, memerlukan konfigurasi geometri yang sangat spesifik (dan jarang). Dari pertimbangan statistik, pasukan menganggarkan bahawa kira-kira 0.1% dari semua peristiwa mikrolensens yang dikesan akan mempunyai konfigurasi yang diperlukan. Kira-kira 1000 kejadian microlensing diperhatikan setiap tahun. Mereka semestinya semakin banyak dalam masa terdekat. Kumpulan MOA kini menugaskan teleskop medan seluas 1.8m yang disediakan oleh Jepun yang akan mengesan kejadian dengan kadar yang lebih tinggi. Juga, kumpulan yang dipimpin AS sedang mempertimbangkan rancangan untuk misi berasaskan ruang yang disebut Microlensing Planet Finder. Ini dirancang untuk memberikan bancian semua jenis planet di dalam Galaxy. Sebagai produk sampingan, ia juga akan mengesan peristiwa seperti MOA-33 dan memberikan maklumat mengenai bentuk bintang.
Sumber Asal: Balai Cerap Jodrell Bank
