Kredit gambar: Hubble
Banyak contoh yang diketahui di mana galaksi bertindak sebagai lensa graviti, menghasilkan banyak gambar di langit objek yang lebih jauh seperti quasar terang yang tersembunyi di belakangnya. Tetapi ada misteri yang berterusan selama lebih dari 20 tahun: Teori relativiti umum Einstein meramalkan seharusnya ada sejumlah gambar yang aneh, namun hampir semua lensa yang diperhatikan hanya mempunyai 2 atau 4 gambar yang diketahui. Kini, ahli astronomi Joshua Winn dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) dan dua bekas rakan sekerja CfA, David Rusin (sekarang di University of Pennsylvania) dan Christopher Kochanek (The Ohio State University), telah mengenal pasti imej pusat ketiga sebuah quasar dengan lensa. Pemerhatian radio terhadap sistem yang dikenali sebagai PMN J1632-0033 di buruj Ophiuchus menemui gambar tengah samar, yang dapat digunakan untuk menyelidiki sifat-sifat galaksi lensa dan lubang hitam supermasif yang diharapkan terletak di tengahnya.
"Mencari gambar tengah ini menarik dengan sendirinya, tetapi lebih penting lagi untuk apa yang dapat memberitahu kita tentang galaksi lensa. Ini memberi kita alat baru untuk mempelajari galaksi sejauh ini, walaupun ke Teleskop Angkasa Hubble, mereka hanya noda samar, "kata Winn.
Quasar adalah objek yang sangat jauh dan terang yang dipercayai digerakkan oleh lubang hitam supermasif. Mereka bersinar terang dengan menukar tenaga graviti jirim yang jatuh ke dalam lubang hitam menjadi cahaya dan jenis radiasi lain, seperti gelombang radio.
Dalam lensa gravitasi, sinar cahaya dari quasar yang melintas dekat dengan galaksi dibengkokkan oleh medan gravitasi galaksi, sama seperti yang akan dibengkokkan ketika melewati lensa kaca. Semakin padat pusat galaksi, dan semakin kuat gravitinya, semakin lemah gambaran pusatnya. Namun gambar pusat ini, yang cahayanya melintas paling dekat ke tengah galaksi lensa, dapat memberitahu kita banyak tentang inti galaksi itu. Peluang itu menjadikan pencarian gambar pusat seperti itu sangat diinginkan.
Dalam sistem PMN J1632-0033, sebuah quasar radio-kuat pada redshift z = 3.42 (jarak kira-kira 11.5 bilion tahun cahaya) sedang dilensasikan oleh galaksi elips pada redshift z ~ 1 (sekitar 8 bilion tahun cahaya) . Dua gambar quasar diketahui ada, dan yang ketiga, sumber radio yang sangat samar disyaki menjadi pusat gambar. Walau bagaimanapun, sumber ketiga itu berada tepat di atas galaksi lensa, dan mungkin merupakan hakikat galaksi lensa itu sendiri.
Dengan mengamati "warna," atau spektrum radio, dari ketiga-tiga gambar menggunakan Array Sangat Besar dan Array Baseline Sangat Panjang Yayasan Sains Nasional, Winn dan rakan-rakannya memberikan bukti yang meyakinkan bahawa sumber ketiga memang merupakan gambaran pusat quasar. Spektrumnya pada dasarnya sama dengan dua gambar lain, kecuali pada frekuensi rendah di mana sebahagian tenaga radio diserap oleh galaksi lensa.
Geometri dan sifat tiga gambar quasar sudah memberitahu kita tentang inti galaksi lensa. Sebagai contoh, lubang hitam pusatnya mempunyai berat kurang daripada 200 juta jisim suria. Juga, kepadatan permukaannya (jumlah jirim seperti yang diproyeksikan terhadap bidang langit) di lokasi gambar pusat lebih daripada 20,000 jisim suria per parsec persegi. (Sebagai perbandingan, kepadatan permukaan Bima Sakti di dekat matahari kita adalah kira-kira 50 jisim suria per parsec persegi.) Kedua-dua angka untuk galaksi lensa bersetuju dengan jangkaan berdasarkan pemerhatian terperinci galaksi beratus-ratus kali lebih dekat ke Bumi.
"Hampir semua pengetahuan kami mengenai pusat galaksi berasal dari mempelajari galaksi yang sangat dekat. Perkara yang luar biasa mengenai gambar pusat ialah anda dapat memperoleh maklumat serupa mengenai inti galaksi beratus-ratus kali lebih jauh, dan berbilion tahun lebih muda daripada galaksi jiran kita, ”kata Winn.
Penyelidikan ini boleh didapati dalam talian di http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312136 dan akan diterbitkan dalam jurnal Nature edisi 12 Februari 2004.
Beribu pejabat di Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics adalah kerjasama bersama antara Smithsonian Astrophysical Observatory dan Harvard College Observatory. Para saintis CfA, disusun dalam enam bahagian penyelidikan, mengkaji asal usul, evolusi dan nasib akhir alam semesta.
Sumber Asal: Siaran Berita Harvard CfA
