Lihatlah ledakan quasar dan sinar gamma - dua objek paling bercahaya di Alam Semesta - dan anda mungkin 4 kali lebih cenderung untuk melihat galaksi yang berselang di hadapan letupan. Kesimpulan ini dicapai oleh ahli astronomi dari UC Santa Cruz, yang mempelajari lebih dari 50,000 quasar, dan segelintir pecah sinar gamma. Seharusnya tidak ada hubungan antara quasar atau ledakan di latar belakang, dan jumlah galaksi di latar depan ... tetapi ada, dan sekarang hubungan itu adalah misteri sepenuhnya.
Tinjauan galaksi yang diamati di sepanjang garis pandang ke quasar dan ledakan sinar gamma - kedua-dua objek yang sangat bercahaya dan jauh - telah menunjukkan ketidakkonsistenan yang membingungkan. Galaksi nampaknya empat kali lebih biasa pada arah ledakan sinar gamma daripada arah kuarsar.
Quasar dianggap didorong oleh pertambahan bahan ke lubang hitam supermasif di pusat galaksi yang jauh. Letupan sinar gamma, ledakan kematian bintang besar, adalah letupan paling bertenaga di alam semesta. Tetapi tidak ada alasan untuk mengharapkan galaksi di latar depan mempunyai kaitan dengan sumber cahaya latar ini.
"Hasilnya bertentangan dengan konsep asas kosmologi kami, dan kami berusaha untuk menjelaskannya," kata Jason X. Prochaska, profesor astronomi dan astrofizik di University of California, Santa Cruz.
Prochaska dan pelajar siswazah Gabriel Prochter mengetuai tinjauan itu, yang menggunakan data dari satelit Swift NASA untuk mendapatkan pemerhatian mengenai sekejap-sekejap kilat sinar gamma jangka panjang (GRB). Mereka menjelaskan penemuan mereka dalam makalah yang diterima untuk diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters. Makalah ini, yang mungkin mempunyai implikasi kosmologi yang aneh, telah menjadi sumber perdebatan yang signifikan di kalangan ahli astronomi di seluruh dunia.
Kajian ini berdasarkan konsep yang cukup mudah. Apabila cahaya dari GRB atau quasar melewati galaksi latar depan, penyerapan cahaya gelombang panjang tertentu oleh gas yang berkaitan dengan galaksi membuat tanda khas dalam spektrum cahaya dari objek yang jauh. Ini memberikan penanda untuk kehadiran galaksi di hadapan objek, walaupun galaksi itu sendiri terlalu samar untuk diamati secara langsung.
Prochter dan Prochaska menganalisis 15 GRB dalam kajian baru dan mendapati tanda penyerapan yang kuat menunjukkan adanya 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 kajian quasar, mereka akan meramalkan hanya 3.8 galaksi dan bukan 14 yang dikesan di sepanjang garis pandang GRB.
Analisis quasar didasarkan pada lebih dari 50,000 pemerhatian SDSS, jadi data untuk quasar jauh lebih kuat daripada statistik untuk GRB, kata Prochaska. Walaupun begitu, kebarangkalian hasilnya hanyalah kebetulan statistik kurang dari satu dari 10.000, katanya.
Para penyelidik mengkaji tiga penjelasan yang berpotensi untuk ketidakkonsistenan. Yang pertama adalah pengaburan beberapa kuarsa oleh debu di galaksi. Ideanya ialah jika quasar berada di belakang galaksi berdebu, ia tidak akan dapat dilihat, dan ini dapat membelokkan hasilnya. "Argumen balas adalah bahawa dengan pangkalan data pemerhatian quasar yang besar ini, kesan debu telah dicirikan dengan baik dan semestinya minimum," kata Prochter.
Kemungkinan lain adalah bahawa garis penyerapan dalam spektrum GRB berasal dari gas yang dikeluarkan oleh GRB itu sendiri, dan bukan dari gas yang mengganggu galaksi. Tetapi dalam hampir setiap kes ketika para penyelidik melihat lebih dekat arah GRB, mereka sebenarnya telah menemui galaksi pada posisi yang sama dengan gas.
Idea ketiga adalah bahawa galaksi campur tangan boleh bertindak sebagai lensa graviti, meningkatkan kecerahan objek latar belakang, dan kesan ini entah bagaimana berbeza untuk GRB daripada untuk quasar. Walaupun Prochaska mengatakan bahawa dia lebih suka penjelasan ini, beberapa faktor menjadikan lensa GRB yang kuat nampaknya tidak mungkin.
"Mereka yang tahu lebih banyak mengenai lensa graviti daripada saya memberitahu bahawa ini tidak mungkin menjadi jawapannya," kata Prochaska.
Makalah ini, draf yang telah diposting di pelayan Internet selama beberapa minggu, telah mendorong perbincangan yang meluas dan sekurang-kurangnya satu makalah baru yang mengemukakan kemungkinan penjelasan. Tetapi setakat ini penemuannya masih membingungkan.
"Banyak orang menggaru kepala mereka, dan kebanyakan berharap ia hilang," kata Prochaska. "Sampel GRB kecil, jadi kami ingin tiga kali lipat atau empat kali ganda dalam analisis kami. Itu harus berlaku semasa misi Swift diperpanjang, tetapi akan memakan masa. "
Sebagai tambahan kepada Prochaska dan Prochter, penulis makalah tersebut termasuk Hsiao-Wen Chen dari University of Chicago; Joshua Bloom dan Ryan Foley dari UC Berkeley; Miroslava Dessauges-Zavadsky dari Balai Cerap Geneva; Sebastian Lopez dari Universiti Chile; Max Pettini dari Universiti Cambridge; Andrea Dupree dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian; dan Puragra GuhaThakurta, profesor astronomi dan astrofizik di UC Santa Cruz.
Data yang digunakan dalam kajian ini diperoleh di W. M. Keck Observatory, Gemini Observatory, Very Large Telescope di Paranal Observatory, dan Magellan Observatory. Sokongan untuk penyelidikan ini diberikan oleh National Science Foundation dan NASA.
Sumber Asal: Siaran Berita UC Santa Cruz
