Para astronom yang mempelajari Einstein Cross yang langka menemukan “gambar kelima” yang mustahil yang seharusnya tidak ada – dan itu mengungkapkan sesuatu yang luar biasa.
Analisis yang cermat menunjukkan pola cahaya aneh hanya bisa dijelaskan dengan adanya halo yang luas dan tersembunyi dari materi gelap yang menekuk cahaya galaksi.
Penemuan anomali kosmik
Ketika ahli astrofisika teoretis Rutgers Charles Keeton pertama kali melihat gambar yang tidak biasa yang dibagikan oleh rekannya, ia tertarik.
“Pernahkah Anda melihat salib Einstein dengan gambar di tengah?” Rekannya, Andrew Baker bertanya, merujuk pada konfigurasi kosmik yang jarang terlihat.
Keeton tidak. Implikasinya sangat besar.
“Saya berkata, yah, itu tidak seharusnya terjadi,” kata Keeton, wakil provost untuk pembelajaran pengalaman di Rutgers University-New Brunswick. “Anda tidak bisa mendapatkan gambar kelima di tengah kecuali sesuatu yang tidak biasa terjadi dengan massa yang menekuk cahaya.”
Einstein Cross Mystery
“Einstein Cross” adalah konfigurasi kosmik yang jarang terlihat di mana cahaya dari galaksi yang jauh ditekuk oleh gravitasi galaksi di depannya, menciptakan empat gambar. Tetapi gambar ekstra dalam salib Einstein ini menunjuk ke “sesuatu yang tidak biasa,” yang ternyata adalah lingkaran besar materi gelap yang tersembunyi. Keberadaan struktur yang tidak terlihat ini hanya dapat disimpulkan melalui pemodelan dan analisis komputer yang cermat.
Halo materi gelap terungkap
Discovery, yang dibuat oleh tim internasional yang mencakup Keeton, Baker, dan mahasiswa pascasarjana Rutgers Lana Eid, sekarang sedang diterbitkan di Itu Jurnal Astrofisika.
Materi gelap membuat sebagian besar materi di alam semesta, tetapi tidak dapat dilihat secara langsung. “Kami hanya tahu itu ada di sana karena bagaimana hal itu memengaruhi hal-hal yang dapat kami lihat, seperti cara ia membungkuk dari galaksi yang jauh,” kata Baker, seorang profesor terkemuka di Departemen Fisika dan Astronomi di Sekolah Seni dan Sains dan rekan penulis penelitian. “Penemuan ini memberi kita kesempatan langka untuk mempelajari struktur yang tidak terlihat secara rinci.”
Petunjuk pertama dari Prancis
Langkah pertama menuju penemuan itu diambil di Prancis.
“Kami seperti, ‘Apa -apaan?’” Kata Pierre Cox, seorang astronom Prancis, direktur penelitian di Pusat Penelitian Ilmiah Nasional Prancis dan penulis utama penelitian ini, yang pertama kali melihat anomali dalam data dari array milimeter (Noema) dari teleskop radio di Prancis.
“Itu tampak seperti salib, dan ada gambar ini di tengah,” kata Cox. “Aku tahu aku belum pernah melihatnya sebelumnya.”
Mengungkap gambar kelima
Tim sedang mempelajari galaksi yang jauh dan berdebu yang disebut miliknya-3. Menggunakan Noema dan Atacama Milimeter Besar/Submillimeter Array (Alma) Di Chili, mereka melihat bahwa cahaya dari miliknya-3 dibagi menjadi lima daripada empat gambar. Pada awalnya, mereka pikir itu mungkin kesalahan dalam data. Tapi gambar kelima tidak akan hilang.
“Kami mencoba menyingkirkannya,” kata Cox. “Kami pikir itu masalah dengan instrumen. Tapi itu nyata.”
Model komputer mengekspos yang tidak terlihat
Pemodelan komputer lensa gravitasi oleh Keeton dan Idul Fitri menunjukkan bahwa keempat galaksi latar depan yang terlihat yang menyebabkan lentur gravitasi tidak dapat menjelaskan detail pola lima gambar. Hanya dengan penambahan massa besar yang tidak terlihat, dalam hal ini, halo materi gelap, model dapat cocok dengan pengamatan.
“Kami mencoba setiap konfigurasi yang masuk akal hanya menggunakan galaksi yang terlihat, dan tidak ada yang berhasil,” kata Keeton, juga seorang profesor di Departemen Fisika dan Astronomi dan rekan penulis penelitian. “Satu -satunya cara untuk membuat matematika dan fisika berbaris adalah dengan menambahkan halo materi gelap. Itulah kekuatan pemodelan. Ini membantu mengungkapkan apa yang tidak dapat Anda lihat.”
Laboratorium Kosmik Alami
Konfigurasi yang tidak biasa tidak hanya terlihat keren: para ilmuwan mengatakan itu sangat berharga. Efek lensing memperbesar galaksi latar belakang, yang memungkinkan para astronom untuk mempelajari strukturnya secara lebih rinci dari biasanya. Ini juga menawarkan kesempatan langka untuk belajar tentang materi gelap yang mengelilingi galaksi latar depan.
“Sistem ini seperti laboratorium alami,” kata Cox. “Kita dapat mempelajari galaksi yang jauh dan materi tak terlihat yang membengkokkan cahayanya.”
Idul Fitri, seorang mahasiswa pascasarjana Rutgers yang mengejar gelar doktornya dan rekan penulis penelitian, mengatakan keterlibatannya dalam proyek penelitian telah menarik dari awal hingga akhir.
“Saya sangat senang bergabung dengan proyek ini sebagai mahasiswa pascasarjana, terutama karena melibatkan sistem lensing yang menarik yang tumbuh lebih menarik ketika model kami berkembang,” kata Idul Fitri. “Berkolaborasi di seluruh benua dan zona waktu mengajari saya nilai beragam keahlian dan gaya penelitian dalam sepenuhnya memahami penemuan baru.”
Prediksi dan tes masa depan
Tim bahkan telah meramalkan bahwa lebih banyak fitur, seperti outflowing gas dari galaksi, dapat terlihat dalam pengamatan mendatang. Jika prediksi tersebut dikonfirmasi, itu akan menjadi validasi yang kuat dari model mereka. Jika tidak, itu masih akan mengajari mereka sesuatu yang baru.
“Ini adalah prediksi yang dapat dipalsukan,” kata Keeton. “Jika kita melihat dan tidak melihatnya, kita harus kembali ke papan gambar. Begitulah cara kerja sains.”
Baker mengatakan penemuan itu dimungkinkan secara kritis oleh kolaborasi internasional dan dukungan federal AS untuk sains. “Alma in Chili dan array yang sangat besar (VLA) di New Mexico didukung oleh National Science Foundation, dan Hubble Space Telescope didukung oleh NASA; Semua memainkan peran penting dalam pekerjaan ini, “katanya.” Kami berharap mereka akan terus memungkinkan penemuan seperti itu ke masa depan. “
Referensi: “Hers-3: Einstein Cross yang luar biasa mengungkapkan halo materi gelap besar-besaran” oleh P. Cox, KM Butler, Cr Keeton, L. Eid, E. Horso, Tjlc Bakx, R. Neri, BM Jones, AJ Baker, AJ Baker, AJ Baker, A. Corsini, L. Marchetti, A. Omont, A. Beelen, R. Gazzi, D. Ismail, RJ Ivison, M. Krips, MD Lehnert, H. Mesias, D. Riechers, C. Vlahas, A. Weiss, P. Van Der Welf dan C. September, September, Jurnal Astrofisika.
Dua: 10.3847/1538-4357/ADF204
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
