Langit malam telah lama menarik dan mengesankan seseorang dengan banyak bintang. Teleskop amatir dapat melihat lebih banyak variasi objek luar angkasa - banyak gugusan, bulat dan tersebar, nebula, dan galaksi terdekat. Tetapi ada fenomena yang sangat spektakuler dan menarik yang hanya dapat dideteksi oleh instrumen astronomi yang kuat. Di antara harta alam semesta seperti itu adalah peristiwa pelensaan gravitasi, dan di antaranya adalah apa yang disebut salib Einstein. Apa itu, kita akan temukan di artikel ini.
lensa luar angkasa
Lensa gravitasi dibuat oleh medan gravitasi yang kuat dari suatu objek dengan massa yang signifikan (misalnya, galaksi besar), yang secara tidak sengaja terperangkap di antara pengamat dan beberapa sumber cahaya yang jauh - quasar, galaksi lain, atau terang supernova.
Teori gravitasi Einstein menganggap medan gravitasi sebagai deformasi kontinum ruang-waktu. Dengan demikian, garis-garis di mana sinar cahaya merambat dalam interval waktu terpendek (garis geodesik) jugabengkok. Akibatnya, pengamat melihat gambar sumber cahaya terdistorsi dengan cara tertentu.
Apa itu "salib Einstein"?
Sifat distorsi bergantung pada konfigurasi lensa gravitasi dan posisinya relatif terhadap garis pandang yang menghubungkan sumber dan pengamat. Jika lensa benar-benar simetris pada garis fokus, gambar yang berubah bentuk menjadi berbentuk cincin, jika pusat simetri digeser relatif terhadap garis, maka cincin Einstein semacam itu dapat dibagi menjadi busur.
Dengan pergeseran yang cukup kuat, ketika jarak yang dicakup oleh cahaya berbeda secara signifikan, pelensaan membentuk beberapa gambar titik. Salib Einstein, untuk menghormati penulis teori relativitas umum, di dalam kerangka di mana fenomena semacam ini diprediksi, disebut gambar empat kali lipat dari sumber berlensa.
Quasar dalam empat wajah
Salah satu objek quadruple yang paling "fotogenik" adalah quasar QSO 2237+0305 milik konstelasi Pegasus. Jaraknya sangat jauh: cahaya yang dipancarkan oleh quasar ini menempuh perjalanan lebih dari 8 miliar tahun sebelum mengenai lensa kamera teleskop berbasis darat dan luar angkasa. Harus diingat sehubungan dengan Einstein Cross ini bahwa ini adalah nama diri, meskipun tidak resmi, dan ditulis dengan huruf kapital.
Di bagian atas foto adalah Einstein Cross. Titik pusat adalah inti dari galaksi lensa. Gambar diambil oleh luar angkasateleskop Hubble.
Galaksi ZW 2237+030, bertindak sebagai lensa, 20 kali lebih dekat dari quasar itu sendiri. Menariknya, karena efek pelensaan tambahan yang dihasilkan oleh masing-masing bintang, dan mungkin gugus bintang atau awan gas dan debu yang masif dalam komposisinya, kecerahan masing-masing dari empat komponen mengalami perubahan bertahap, dan tidak merata.
Berbagai bentuk
Mungkin yang tidak kalah indahnya adalah quasar lensa silang HE 0435-1223, jaraknya hampir sama dengan QSO 2237+0305. Lensa gravitasi, karena serangkaian keadaan yang benar-benar acak, menempati posisi sedemikian rupa di sini sehingga keempat gambar quasar terletak hampir merata, membentuk persilangan yang hampir teratur. Objek yang luar biasa spektakuler ini terletak di konstelasi Eridani.
Dan akhirnya acara khusus. Para astronom cukup beruntung untuk menangkap dalam sebuah foto bagaimana lensa yang kuat - sebuah galaksi dalam kelompok besar di latar depan - secara visual diperbesar bukan quasar, tetapi ledakan supernova. Keunikan peristiwa ini adalah bahwa supernova, tidak seperti quasar, adalah fenomena jangka pendek. Ledakan yang dijuluki supernova Refsdal, terjadi di galaksi yang jauh lebih dari 9 miliar tahun yang lalu.
Beberapa waktu kemudian, pada salib Einstein, yang memperkuat dan melipatgandakan ledakan bintang kuno, sedikit lebih jauh, gambar kelima ditambahkan, terlambat karena kekhasan struktur lensa dan, omong-omong, diprediksisebelumnya.
Pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat "potret" supernova Refsdal, dikalikan dengan gravitasi.
Signifikansi ilmiah dari fenomena tersebut
Tentu saja, fenomena seperti salib Einstein tidak hanya memainkan peran estetika. Keberadaan objek semacam ini merupakan konsekuensi penting dari teori relativitas umum, dan pengamatan langsung mereka adalah salah satu konfirmasi yang paling jelas tentang validitasnya.
Bersama dengan efek lain dari lensa gravitasi, mereka menarik perhatian para ilmuwan. Salib dan cincin Einstein memungkinkan untuk mempelajari tidak hanya sumber cahaya yang jauh yang tidak dapat dilihat tanpa lensa, tetapi juga struktur lensa itu sendiri - misalnya, distribusi materi gelap di gugus galaksi.
Studi tentang gambar quasar berlensa tidak rata (termasuk yang berbentuk salib) juga dapat membantu menyempurnakan parameter kosmologis penting lainnya, seperti konstanta Hubble. Cincin dan salib Einstein yang berbentuk tidak beraturan ini dibentuk oleh sinar-sinar yang menempuh jarak yang berbeda dalam waktu yang berbeda. Oleh karena itu, perbandingan geometri mereka dengan fluktuasi kecerahan memungkinkan untuk mencapai akurasi yang tinggi dalam menentukan konstanta Hubble, dan karenanya dinamika Semesta.
Singkatnya, fenomena menakjubkan yang diciptakan oleh lensa gravitasi tidak hanya menyenangkan mata, tetapi juga memainkan peran serius dalam ilmu ruang angkasa modern.
