Apa efek yang dikenal sebagai pelensaan gravitasi? Bagaimana cara kerjanya? Benda apa yang dapat menyebabkan efek ini?
Jawaban:
Pelensaan gravitasi adalah pembengkokan cahaya oleh benda masif di antara pengamat (kita), dan sumber cahaya latar belakang. Ini adalah prediksi langsung teori Einstein tentang Relativitas Umum, dan telah diuji dan dikonfirmasi oleh Sir A Further Eddington selama gerhana Matahari yang terkenal pada tanggal 29 Mei 1919 , di mana posisi bintang yang sangat dekat dengan matahari diamati di lokasi yang berbeda. - posisi tepat berhasil diprediksi oleh GR.
Ada banyak situasi yang dapat menimbulkan pelensaan gravitasi. Rezim-rezim ini adalah:
Lensing yang kuat
Pelensaan yang kuat adalah bentuk pelensaan gravitasi yang paling menakjubkan secara visual, dan seperti namanya, membutuhkan objek yang sangat masif, dan banyak keselarasan antara lensa dan sumbernya. Cluster galaksi adalah penyebab paling umum dari pelensaan gravitasi yang kuat. Busur parsial, busur penuh ( cincin Einstein ), dan banyak gambar semuanya merupakan fitur pelensaan gravitasi yang kuat yang dapat diamati. Beberapa objek yang paling umum dipelajari yang menghasilkan fitur pelensaan gravitasi yang kuat adalah kelompok Abell , yang paling terkenal di antaranya adalah Abell 1689 (gambar di bawah).
Fitur lensa yang kuat seperti busur dan cincin biasanya disebabkan oleh objek yang diperluas (seperti galaksi latar belakang yang bukan bagian dari kluster itu sendiri), dan banyak gambar (kebanyakan sistem quad-image) biasanya objek seperti quasar latar belakang.
Lensing lemah
Pelensaan gravitasi yang lemah terjadi jauh lebih sering daripada pelensaan kuat. Lensa dapat berupa kluster (di wilayah terluarnya), galaksi individual, atau bahkan struktur berskala besar di alam semesta. Lensing yang lemah bukan efek yang terlihat oleh mata, melainkan harus dilakukan secara statistik. Elips dari bidang galaksi latar belakang diamati pada kisi-kisi, dan secara statistik dirata-rata bersama untuk membuat sinyal pelensaan lemah. Distorsi bentuk galaksi latar belakang ini karena pelensa berada pada skala persen. Namun, satu asumsi penting dibuat, dan itu adalah bahwa isofot galaksi (garis cahaya konstan) berbentuk bulat panjang, dan orientasinya benar-benar acak. Dengan itu, jaring pungeser tangensial yang dihasilkan disebabkan oleh pelensaan gravitasi. Pada gambar di bawah (dari kiri atas ke kanan bawah), bingkai kiri atas menunjukkan bidang galaksi melingkar yang tidak dilensasikan, dan ke kanan langsungnya menunjukkan efek pelensaan. Gambar di kanan bawah telah menambahkan noise bentuk (bidang 'realistis' galaksi latar belakang), dan di sebelah kanannya adalah bagaimana bidang itu akan lensa.
Terakhir, efek distorsi bentuk orde tinggi, terutama Flexion , dapat menghasilkan sumber galaksi yang diperluas tidak hanya untuk geser, tetapi juga untuk dilenturkan. Saat ini merupakan hal yang sulit untuk diukur.
Microlensing
Microlensing adalah rezim pelensaan yang paling umum pada skala galaksi Bima Sakti. Ini dapat terjadi ketika bintang latar belakang melewati bintang latar depan. Microlensing sebenarnya cukup kuat untuk menghasilkan banyak gambar dari bintang latar belakang, tetapi karena pemisahan gambar sangat kecil (skala mikro-busur-detik - maka namanya), apa yang kami amati (karena resolusi sudut mikro-busur kecil sulit untuk dicapai ) adalah perubahan fluks saat objek bergerak masuk dan keluar sejajar dengan objek masif menengah. Menariknya, microlensing sebenarnya terbukti bermanfaat dalam mendeteksi planet-planet di sekitar sistem lensa bintang.
Lensing gravitasi adalah efek yang dimiliki oleh gravitasi dalam jumlah besar di jalur cahaya. Berikut ini contoh efeknya:
Animasi menunjukkan lubang hitam yang lewat di depan galaksi (disimulasikan). Secara teori benda apa pun dengan massa jenis permukaan lebih besar daripada massa jenis permukaan kritis akan dapat menghasilkan efek serupa.
Apa yang terjadi adalah bahwa cahaya berjalan dalam garis lurus di sepanjang kain ruangwaktu. Ketika benda yang sangat masif berada di dalam kain, ia menekuk kain - karena cahaya mengikuti garis lurus pada kain , garis juga bengkok. Ini berarti bahwa cahaya masuk dalam garis yang tidak lurus, dan dengan demikian efek lensa.
Menurut tutorial NASA ini , pelensaan gravitasi adalah ketika cahaya yang dipancarkan dari objek yang jauh akan ditekuk oleh medan gravitasi dari sebuah objek besar, seperti galaksi, yang ada di antara kita dan objek yang jauh.
Diagram yang merangkum efek ini adalah di bawah ini:
Sumber: "Penemuan Lensa Gravitasi yang Tidak Biasa" (Courbin et al.)
Satu bintang lewat di depan yang lain dari sudut pandang kita. Alih-alih hanya menghalangi cahaya dari bintang yang jauh, cahaya dari bintang yang jauh yang sebelumnya diarahkan ke satu sisi, sisi yang lain, di atas, di bawah, - bahkan di sekitar bintang lain - sekarang ditekuk oleh pengaruh gravitasi dari bintang terdekat di foton. Akibatnya, lebih banyak foton yang mengarah ke arah kami daripada sebelumnya.
Benda apa yang akan menyebabkan efek ini? Sebuah benda masif lewat di depan bintang.