Lensa graviti "Einstein Ring" yang hampir sempurna. Kredit gambar: ESO / VLT. Klik untuk membesarkan.
Ini adalah Tahun Einstein. Seratus tahun yang lalu, seorang kerani paten Switzerland yang terkenal pada tahun-tahun awal kerjaya ilmiahnya dihadapkan dengan serangkaian paradoks yang berkaitan dengan masa dan ruang, tenaga dan perkara. Berbakat dengan intuisi yang mendalam dan imaginasi yang kuat, Albert A. Einstein bangkit dari ketidakjelasan untuk menghadirkan cara yang sama sekali baru untuk melihat fenomena alam. Einstein menunjukkan kepada kita bahawa waktu itu tidak banyak berkaitan dengan jam, tenaga tidak banyak berkaitan dengan kuantiti dan lebih banyak kaitan dengan kualiti, ruang bukan hanya? Kotak persegi besar untuk memasukkan barang ", bahan dan tenaga adalah dua sisi duit syiling kosmik yang sama, dan graviti mempunyai kesan mendalam terhadap segala sesuatu - cahaya, jirim, masa, dan ruang.
Hari ini kita menggunakan semua prinsip ini? diucapkan satu abad yang lalu - untuk menyelidiki perkara yang paling jauh di Alam Semesta. Kerana penyiasatan Einstein mengenai kesan fotolistrik, kita sekarang memahami mengapa cahaya tidak berterusan tetapi ingin tahu dengan garis gelap dan terang memberitahu kita ketika cahaya itu dipancarkan, apa yang memancarkannya. dan jenis perkara yang menyentuhnya dalam perjalanannya. Oleh kerana pandangan Einstein mengenai penukaran jisim dan tenaga, kita sekarang memahami bagaimana matahari yang jauh menerangi kosmos, dan bagaimana medan magnet yang kuat melancarkan zarah hingga kepantasan yang luar biasa kemudian jatuh di atmosfera Bumi. Dan kerana graviti sekarang difahami mempengaruhi segalanya, kita telah belajar bagaimana objek yang jauh dapat menangkap dan memfokuskan cahaya dari objek yang lebih jauh lagi.
Walaupun kita belum menemui contoh lensa graviti yang sangat sempurna di Alam Semesta, hari ini kita lebih dekat dengan cita-cita itu. Dalam sebuah makalah yang berjudul "Penemuan Cincin Einstein dengan pergeseran merah tinggi" yang diterbitkan pada 27 April 2005, Remi Cabanac dari Teleskop Kanada-Perancis-Hawaii, di Hawaii dan rakan-rakannya "melaporkan penemuan sebilangan cincin Einstein ... yang dihasilkan oleh besar ( dan nampaknya terasing) galaksi elips. " Sebelum penemuan ini, cincin Einstein yang paling lengkap ditemui didokumentasikan pada tahun 1996 oleh S.J. Warren dari Imperial College di London. Cincin itu - juga salah satu dari beberapa cahaya yang dapat dilihat dalam cahaya optik - sedikit lebih kecil daripada bulatan separuh bulatan (170 darjah).
Remi Cabanac menjelaskan bahawa dia "menjumpai sistem itu ketika melakukan pemerhatian di Teleskop Observatorium Selatan Eropah yang sangat besar di Chile dengan imager spektrum yang disebut FORS1." Remi mengatakan dia memenuhi tanggungjawabnya sebagai ahli astronomi perkhidmatan, "memerhatikan Helmut Jerjen (pengarang bersama makalah itu) melakukan pencitraan mendalam mengenai galaksi kerdil di pinggir sebuah gugusan galaksi berdekatan yang terkenal di Fornax." Remi terus mengatakan bahawa "matanya tertarik dengan busur terang yang sangat luar biasa di barat laut lapangan, saya tahu itu sesuatu yang sangat mengagumkan kerana busur lensa biasanya sangat redup, dan saya memerhatikan jalur merah sedangkan busur biasanya berwarna kebiruan . "
Untuk mengesahkan kecurigaannya terhadap penemuan baru, Remi "pergi ke pangkalan data astronomi tetapi tidak ada yang ada di bawah koordinat." Kemudian Remi berunding dengan "Chris Lidman (penulis bersama dan pakar lensa lain) dan menunjukkan gambarnya kepadanya. Dia tidak percaya pada awalnya lensa kerana sangat terang dan jelas, Chris berpendapat ia boleh menjadi artefak pada gambar. " Dengan sokongan Chris, Remi "mengajukan tindak lanjut spektroskopi dan menyedari bahawa itu adalah lensa gravitasi yang benar dan penemuan yang sangat ketara, kerana sumber latar belakangnya sangat diperkuat dan sangat jauh."
Menurut makalah itu, cincin itu melukis lingkaran "berbentuk C" 270 darjah dalam lilitan hampir lengkap dengan radius yang jelas sedikit lebih dari 1 3/4 saat busur - kira-kira ukuran gambar "maya" bintang yang dilihat di daya tinggi melalui teleskop amatur kecil. Galaksi lensa adalah elips raksasa yang serupa dengan M87 dalam kelompok Virgo-Coma. Lensa terletak sekitar 7 miliar tahun cahaya jauh ke arah buruj Fornax (dapat dilihat dari langit utara beriklim panas dan langit hemisfera selatan). Galaksi sumber mempunyai peralihan merah 3,77 - menunjukkan jarak kemelesetan kira-kira 11 BLY. Galaksi sumber dan lensa telah menerima sebutan untuk J0332-3557 3h32m59s, -35d57m51s dan terletak berdekatan dengan gugus galaksi Fornax - tetapi jauh di luarnya dari segi ruang nyata.
Apa yang menjadikan penemuan ini sangat menarik secara astronomi adalah kenyataan bahawa galaksi lensa sangat besar, berada dalam tempoh ketenangan kelahiran bintang, terletak pada jarak yang sangat jauh dari Bumi, dan mungkin terasing dari galaksi gugus yang lain dengan sendirinya lokaliti ruang. Sementara itu, galaksi sumbernya jauh lebih terang (dengan satu magnitud bintang mutlak) daripada galaksi pecah Lyman yang lain (galaksi yang menggeser Lyman Break pada 912 angstrom ke bahagian spektrum yang kelihatan), lemah dalam spektrum garis pelepasan, dan baru-baru ini menyelesaikan kitaran kelahiran bintang yang cepat ("starburst"). Semua faktor ini digabungkan bermaksud bahawa FOR J0332 dapat memberikan banyak data mengenai pembentukan galaksi sebelum zaman inflasi Alam Semesta.
Menurut pasukan sains, "Salah satu masalah utama dalam pembentukan galaksi dalam kerangka pembentukan LCDM (Lambda Cold Dark Matter) semasa adalah sejarah pemasangan massa halos galaksi." Pemikiran semasa adalah bahawa galaksi mengumpulkan jisim halo - sebilangan besar bulatan cahaya bercahaya yang mengelilingi teras galaksi - sebelum pembentukan bintang benar-benar masuk. Salah satu cara untuk menyiasat idea ini adalah untuk menentukan bagaimana nisbah jisim-ke-cahaya berubah dari masa ke masa ketika galaksi berkembang . Tetapi untuk melakukan itu, anda perlu mengambil sampel jisim dan kilauan sebanyak mungkin galaksi, dari pelbagai jenis, sepanjang ruang dan masa seluas mungkin.
Penemuan FOR J0332 - dan tiga objek cincin separa Einstein yang lain - membantu para astronom dengan menambahkan contoh galaksi yang biasanya tidak dapat dikesan pada jarak yang jauh. Dari makalah tersebut, “Berbagai tinjauan mendalam telah menemui populasi galaksi yang berlainan, tetapi kriteria pemilihan menghasilkan sampel yang berat sebelah: sampel yang dipilih UV dan jalur sempit sensitif terhadap galaksi pembentuk bintang secara aktif dan berat sebelah terhadap sistem yang tenang, berevolusi sementara sub-milimeter dan tinjauan dekat inframerah masing-masing memilih galaksi starburst berdebu dan galaksi sangat merah. "
Apa kesimpulan yang dapat kita buat berdasarkan penemuan ini?
Remi menggarisbawahi pentingnya penemuan ini dengan mengatakan “Sumber yang diperkuat oleh lensa adalah galaksi dengan cahaya terang yang paling terang yang pernah ditemui pada jarak yang begitu jauh. Ini akan memberi kita maklumat unik mengenai keadaan fizikal yang berlaku di medium antarbintang ketika alam semesta hanya 12% dari zamannya sekarang. Bentuk sumbernya juga sangat penting kerana memberikan jumlah jisim di dalam lensa pada pergeseran merah z = 1. Hanya sebilangan kecil cincin Einstein yang ditemukan pada pergeseran merah tinggi. Ini akan memberikan pengukuran penting bagaimana massa galaksi elips berevolusi sepanjang masa. "
Ditulis oleh Jeff Barbour
