Artikel edukasi dengan sumber rujukan yang tercantum di bawah.
Sebuah galaksi spiral berbatang tampak menonjol dalam citra Teleskop Antariksa Hubble, tetapi objek terpenting justru berada di sudut kanan bawah. Di sana, gravitasi sebuah galaksi yang lebih dekat membelokkan cahaya galaksi jauh hingga membentuk sepasang busur. Citra ini merupakan bagian dari persiapan penelitian menggunakan Teleskop Antariksa Nancy Grace Roman.
Gravitasi sebagai lensa kosmik
Lensa gravitasi terjadi ketika massa objek di latar depan, seperti galaksi, melengkungkan ruang-waktu. Cahaya dari galaksi di belakangnya kemudian mengikuti jalur yang melengkung saat melewati kawasan tersebut. Akibatnya, objek jauh dapat terlihat lebih terang, terdistorsi, atau muncul dalam beberapa citra, seolah-olah diamati melalui lensa raksasa di ruang angkasa.
Fenomena ini memerlukan susunan posisi yang sangat tepat antara galaksi latar depan, galaksi latar belakang, dan pengamat. Dalam citra Hubble tersebut, galaksi elips di depan berjarak sekitar 4,5 miliar tahun cahaya. Cahaya yang kini terlihat darinya mulai bergerak menuju kita ketika tata surya masih terbentuk. Galaksi latar belakang berada sekitar delapan miliar tahun cahaya dari Bumi.
Satu galaksi, dua busur cahaya
Galaksi latar belakang tampak sebagai dua busur di sekitar galaksi elips. Busur besar dan paling jelas berada di kiri atas galaksi depan, sedangkan citra yang lebih kecil dan terbalik terlihat di kanan bawah. Susunan ini disebut pasangan busur dan busur tandingan atau arc-counterarc pair.
Bentuk tersebut bukan berarti ada dua galaksi latar belakang yang identik. Keduanya merupakan citra dari galaksi jauh yang sama, tetapi cahayanya menempuh jalur berbeda akibat lengkungan ruang-waktu. Dengan mengukur bentuk dan tingkat distorsinya, astronom dapat menyelidiki massa yang menghasilkan efek lensa.
Petunjuk tentang materi gelap
Semakin besar massa galaksi latar depan, semakin kuat efek lensanya dan semakin besar pembelokan cahaya yang terjadi. Materi yang terlihat, seperti bintang, tidak cukup untuk menjelaskan seluruh distorsi pada galaksi latar belakang. Selisih tersebut membantu peneliti menghitung massa keseluruhan galaksi depan sekaligus memperkirakan kandungan materi gelapnya.
Materi gelap merupakan zat tak terlihat yang menyusun sebagian besar massa di alam semesta. Zat ini tidak diamati dari pancaran cahaya, melainkan dipelajari melalui pengaruh gravitasinya. Karena itu, lensa gravitasi berfungsi seperti alat ukur alamiah untuk menelusuri massa yang tidak dapat dilihat secara langsung.
Hubble dan Roman saling melengkapi
Hubble terutama mengamati cahaya tampak dan ultraviolet, dengan sebagian cakupan inframerah. Teleskop ini mampu menghasilkan citra beresolusi tinggi untuk objek individual. Roman akan bekerja terutama pada panjang gelombang inframerah dan sebagian cahaya tampak, serta memiliki bidang pandang yang jauh lebih luas untuk membuat panorama langit.
Hubble hanya dapat mengamati lensa gravitasi satu per satu, sementara Roman diharapkan menyediakan sampel yang lebih besar dalam citra luasnya. Astronom menggunakan ketajaman citra Hubble untuk membangun model komputer yang dapat mengenali dan menganalisis distorsi akibat materi gelap dalam data Roman. Hubble juga akan menindaklanjuti lensa-lensa menarik yang ditemukan Roman.
