Bima Sakti berukuran 100 hingga 120 ribu tahun cahaya, jarak yang menentang imaginasi. Tetapi sekumpulan galaksi, yang terdiri dari ratusan hingga ribuan galaksi yang mengerumuni tarikan graviti kolektif, dapat menjangkau puluhan juta tahun cahaya.
Kelompok besar ini adalah interaksi yang kompleks antara galaksi bertembung dan benda gelap. Mereka kelihatan mustahil untuk memetakan dengan tepat. Tetapi kini pasukan ahli astronomi antarabangsa yang menggunakan Teleskop Angkasa Hubble NASA / ESA telah melakukan ini - tepatnya memetakan gugus galaksi, yang dijuluki MCS J0416.1-2403, 4,5 miliar tahun cahaya.
"Walaupun kami telah mengetahui cara memetakan jisim kluster menggunakan lensa kuat selama lebih dari dua puluh tahun, diperlukan waktu yang lama untuk mendapatkan teleskop yang dapat membuat pengamatan yang cukup dalam dan tajam, dan agar model kami menjadi cukup canggih untuk kami untuk memetakan, dengan perincian yang belum pernah terjadi sebelumnya, sistem yang rumit seperti MCS J0416.1-2403, ”kata pengarang bersama Jean-Paul Kneib dalam siaran akhbar.
Mengukur jumlah dan pengagihan jisim dalam objek jauh sangat sukar. Terutama apabila tiga perempat dari semua jirim di Alam Semesta adalah benda gelap, yang tidak dapat dilihat secara langsung kerana ia tidak memancarkan atau memantulkan cahaya. Ia hanya berinteraksi dengan graviti.
Tetapi untungnya gumpalan besar bahan melengkung dan memutarbelitkan ruang-ruang di sekitarnya. Bertindak seperti lensa, mereka kelihatan membesar dan membengkokkan cahaya yang bergerak melewatinya dari objek yang lebih jauh.
Kesan ini, yang dikenali sebagai lensa graviti, hanya dapat dilihat dalam kes yang jarang berlaku dan hanya dapat dilihat oleh teleskop terbesar. Malah kelompok galaksi, walaupun ukurannya besar, menghasilkan kesan graviti minimum pada persekitarannya. Sebahagian besarnya menyebabkan lensa lemah, menjadikan sumber yang lebih jauh muncul hanya sedikit lebih elips melintasi langit.
Namun, apabila penjajaran kluster dan objek jauh tepat, kesannya dapat besar. Galaksi latar belakang dapat dicerahkan dan diubah menjadi cincin dan busur cahaya, muncul beberapa kali dalam gambar yang sama. Kesan inilah, yang dikenali sebagai lensa kuat, yang membantu para astronom memetakan taburan jisim di MCS J0416.1-2403.
"Kedalaman data memungkinkan kita melihat objek yang sangat samar dan memungkinkan kita mengenal pasti galaksi dengan lensa yang lebih kuat daripada sebelumnya," kata penulis utama Dr Jauzac. "Walaupun lensa kuat memperbesar galaksi latar belakang, mereka masih jauh dan pingsan. Kedalaman data ini bermaksud bahawa kita dapat mengenal pasti galaksi latar belakang yang sangat jauh. Kami sekarang mengetahui lebih daripada empat kali lebih banyak galaksi lensa kuat di gugus daripada yang kita lakukan sebelumnya. "
Dengan menggunakan Kamera Lanjutan Hubble untuk Tinjauan, para astronom mengenal pasti 51 galaksi berganda baru di sekitar kluster, empat kali ganda jumlah yang terdapat dalam tinjauan sebelumnya. Kesan ini telah membolehkan Jauzac dan rakan-rakannya untuk mengira taburan jirim yang kelihatan dan gelap di gugusan dan menghasilkan peta jisimnya yang sangat terkekang.
Jumlah jisim dalam kelompok adalah 160 trilion kali jisim Matahari, dengan ketidakpastian 0,5%. Ini adalah peta paling tepat yang pernah dihasilkan.
Tetapi Jauzac dan rakan-rakannya tidak merancang untuk berhenti di sini. Gambaran yang lebih tepat dari kelompok galaksi harus merangkumi pengukuran dari lensa lemah juga. Oleh itu pasukan akan terus mengkaji kluster menggunakan pengimejan Hubble yang sangat mendalam.
Mereka juga akan menggunakan observatorium darat untuk mengukur pergeseran spektrum galaksi dan dengan itu memperhatikan halaju kandungan kluster. Menggabungkan semua pengukuran tidak hanya akan meningkatkan detail, tetapi juga memberikan model galaksi 3D dalam kelompok, memberi penerangan mengenai sejarah dan evolusinya.
Karya ini telah diterima untuk diterbitkan di Pemberitahuan Bulanan Astronomi Diraja dan boleh didapati dalam talian.
