Lente gravitacional casi perfecta del "anillo de Einstein". Crédito de la imagen: ESO / VLT. Click para agrandar.
Este es el año de Einstein. Hace cien años, un empleado de patentes suizo poco conocido en los primeros años de una carrera científica se enfrentó a una serie de paradojas relacionadas con el tiempo y el espacio, la energía y la materia. Dotado de una intuición profunda y una imaginación poderosa, Albert A. Einstein salió de la oscuridad para presentar una forma completamente nueva de ver el fenómeno natural. Einstein nos mostró que todo ese tiempo tenía muy poco que ver con los relojes, que la energía tiene menos que ver con la cantidad y más con la calidad, que el espacio no era solo "una gran caja cuadrada para colocar cosas", la materia y la energía eran dos lados de la misma moneda cósmica, y la gravedad tuvo un profundo efecto en todo: luz, materia, tiempo y espacio.
¿Hoy usamos todos estos principios? enunciado hace un siglo, para explorar las cosas más distantes del Universo. Debido a la investigación de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico, ahora entendemos por qué la luz no es continua sino curiosamente plagada de líneas oscuras y brillantes que nos dicen cuándo se emitió esa luz, qué la emitió. y el tipo de cosas que lo tocan en sus viajes. Debido a la percepción de Einstein sobre la conversión de masa y energía, ahora entendemos cómo los soles distantes iluminan el cosmos, y cómo los poderosos campos magnéticos azotan las partículas a velocidades estupendas para luego estrellarse en la atmósfera de la Tierra. Y debido a que ahora se entiende que la gravedad influye en todo, hemos aprendido cómo los objetos distantes pueden capturar y enfocar la luz de objetos aún más distantes.
Aunque todavía tenemos que encontrar una instancia absolutamente perfecta de lentes gravitacionales en el Universo, hoy estamos mucho más cerca de ese ideal. En un artículo titulado "Descubrimiento de un anillo de Einstein con alto desplazamiento hacia el rojo", publicado el 27 de abril de 2005, Remi Cabanac del Telescopio Canadá-Francia-Hawái, en Hawai y sus asociados "informan el descubrimiento de un anillo de Einstein parcial ... producido por un y aparentemente aislado) galaxia elíptica ". Antes de este hallazgo, el anillo de Einstein más completo descubierto fue documentado en 1996 por S.J. Warren del Imperial College de Londres. Ese anillo, también uno de los pocos visibles en la luz óptica, tiene un poco menos de medio círculo de circunferencia (170 grados).
Remi Cabanac explicó que "descubrió el sistema mientras observaba en el Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo Austral en Chile con un espectro de imágenes llamado FORS1". Remi dice que estaba cumpliendo con sus responsabilidades como astrónomo de servicio, "observando a Helmut Jerjen (coautor del artículo) haciendo imágenes profundas de galaxias enanas cercanas en las afueras de un conocido cúmulo de galaxias cercano en Fornax". Remi continuó diciendo que su "ojo fue atraído por el arco brillante muy inusual en el noroeste del campo, sabía que era algo bastante sorprendente porque los arcos de lentes son generalmente muy tenues, y estaba observando en banda roja mientras que los arcos son generalmente azulados . "
Para confirmar sus sospechas de un nuevo descubrimiento, Remi "fue a la base de datos astronómica pero no existía nada bajo las coordenadas". Más tarde, Remi consultó con “Chris Lidman (otro coautor y experto en lentes) y le mostró la imagen. Al principio no podía creer que fuera una lente porque era tan brillante y llamativa que Chris pensó que podría ser un artefacto en la imagen ". Con el apoyo de Chris, Remi "solicitó un seguimiento espectroscópico y se dio cuenta de que era tanto una lente gravitacional verdadera como un descubrimiento muy significativo, porque la fuente de fondo estaba muy amplificada y muy lejos".
Según el documento, el anillo inscribe un círculo "en forma de C" de 270 grados en una circunferencia casi completa con un radio aparente de poco más de 1 3/4 segundos de arco, aproximadamente el tamaño de la imagen "virtual" de una estrella vista en alta potencia a través de un pequeño telescopio amateur. La lente galaxia es una elíptica gigante similar a M87 en el cúmulo Virgo-Coma. La lente se encuentra a unos 7 mil millones de años luz de distancia en la dirección de la constelación de Fornax (visible desde los cielos templados más cálidos del hemisferio norte y del hemisferio sur). La galaxia fuente tiene un desplazamiento hacia el rojo de 3.77, lo que sugiere una distancia de recesión de aproximadamente 11 BLY. La galaxia fuente y la lente han recibido la designación FOR J0332-3557 3h32m59s, -35d57m51s y se encuentran próximas al cúmulo de galaxias Fornax, pero mucho más allá en términos de espacio real.
Lo que hace que este descubrimiento en particular sea tan interesante astronómicamente es el hecho de que la galaxia lente es muy masiva, está en un período de reposo de nacimiento de estrellas, se encuentra a una distancia tan grande de la Tierra y puede estar aislada de otras galaxias en racimo en sí misma. localización espacial. Mientras tanto, la galaxia fuente es significativamente más brillante (en una magnitud estelar absoluta) que otras galaxias de ruptura de Lyman (galaxias que desplazan al rojo la ruptura de Lyman en 912 angstroms a la parte visible del espectro), es pobre en espectros de línea de emisión y recientemente tuvo completado un ciclo de nacimiento rápido de estrellas ("starburst"). Todos estos factores combinados significan que FOR J0332 podría proporcionar una gran cantidad de datos sobre la formación de galaxias antes de la época inflacionaria actual del Universo.
Según el equipo científico, "Uno de los problemas clave en la formación de galaxias dentro del marco actual de formación de estructuras LCDM (Lambda Cold Dark Matter) es la historia de ensamblaje en masa de halos galácticos". El pensamiento actual es que las galaxias acumulan masa de halo, ese gran bulto esférico de materia de baja luminosidad que rodea los núcleos galácticos, antes de que la formación de estrellas realmente entre en acción. Una forma de investigar esta idea es determinar cómo cambian las relaciones de masa a luz con el tiempo a medida que evolucionan las galaxias . Pero para hacer eso, necesita muestrear las masas y luminosidades de la mayor cantidad de galaxias posible, de una variedad de tipos, en el rango más amplio posible de espacio y tiempo.
El descubrimiento de FOR J0332, y los otros tres objetos parciales del anillo de Einstein, ayuda a los astrónomos al agregar ejemplos de galaxias normalmente indetectables a grandes distancias. Del documento, "Varios estudios profundos han descubierto diferentes poblaciones de galaxias, pero los criterios de selección produjeron muestras sesgadas: las muestras seleccionadas con UV y de banda estrecha son sensibles a las galaxias formadoras de estrellas y sesgadas contra los sistemas quiescentes y evolucionados, mientras que son submilimétricas y los estudios en el infrarrojo cercano seleccionan galaxias polvorientas y estrellas rojas y galaxias muy rojas respectivamente ".
¿Qué conclusiones podemos sacar de este descubrimiento?
Remi subraya la importancia de este hallazgo al decir: “La fuente amplificada por la lente es la galaxia con la luminosidad aparente más brillante jamás descubierta a esa distancia. Nos dará información única sobre las condiciones físicas que prevalecen en el medio interestelar cuando el universo tenía solo el 12% de su edad actual. La forma de la fuente también es muy importante porque da la cantidad de masa dentro de la lente con un desplazamiento al rojo de z = 1. Solo un puñado de anillos de Einstein se han descubierto en un desplazamiento al rojo tan alto. Dará una medida importante de cómo la masa de galaxias elíptica evolucionó a través del tiempo ".
Escrito por Jeff Barbour
