Los físicos Tommaso Treu y Raphael Gavazzi de la Universidad de California en Santa Bárbara han realizado un impresionante descubrimiento astronómico — una forma de lente gravitatoria llamada “anillo doble de Einstein”.
Este fenómeno nunca había sido observado antes. El descubrimiento se realizó usando el Telescopio Espacial Hubble y el programa Cámara Sloan de Lentes Avanzadas para Investigación. Las conclusiones se anunciarán hoy en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Austin, Texas.
En las lentes gravitatorias, la luz de las galaxias distantes es desviada de su camino hacia la Tierra por el campo gravitatorio de un objeto masivo que queda en el camino. Debido a esta curvatura de la luz, la galaxia se distorsiona en un arco o en múltiples imágenes separadas. Cuando ambas galaxias están exactamente alineadas, la luz forma un patrón en ojo de buey, llamado anillo de Einstein, alrededor de la galaxia en primer plano.
En este caso la alineación incluye dos galaxias de fondo, causando de este modo un anillo doble de Einstein, un fenómeno muy raro. Las sensacionales observaciones ofrecen una visión de la naturaleza de la materia oscura, la energía oscura, galaxias distantes y la curvatura del universo.
Las lentes gravitatorias dan a los astrónomos la investigación más directa de la distribución de materia oscura en las galaxias elípticas. La materia oscura es una forma exótica de la materia que aún no se ha observado de forma directa. Buscando la materia oscura en las galaxias, los astrónomos esperan lograr una visión de la formación de las galaxias, la cual debe haber comenzado alrededor de grumosas concentraciones de materia oscura en el joven universo.
A continuación el texto completo de la nota de prensa del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial tal y como se presentará hoy en la 211 reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Austin, Texas
El Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha revelado un alineamiento óptica nunca visto antes en el espacio: un par de brillantes anillos, uno anidado dentro de otro en un patrón de ojo de buey. El patrón de doble anillo está provocado por la compleja curvatura de la luz de dos galaxias distantes que se encuentran directamente tras una galaxia masiva en primer plano, como tres cuentas en un collar.
Más de la simple novedad, este extrañísimo fenómeno puede ofrecer una nueva visión de la materia oscura, la energía oscura, la naturaleza de las galaxias distantes, e incluso la curvatura del universo.
El anillo se encontró por parte de un equipo internacional de astrónomos liderados por Raphael Gavazzi y Tommaso Treu de la Universidad de California en Santa Bárbara. El descubrimiento es parte del programa actualmente el curso Cámara Sloan de Lentes Avanzadas para Investigación (SLACS). Informaron de sus resultados hoy en la 211 reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Austin, Texas. Se ha enviado un artículo para su publicación en la revista The Astrophysical Journal.
El fenómeno, llamada lente gravitatoria, tiene lugar cuando una galaxia masiva en primer plano curva un los rayos de luz de una galaxia distante que hay tras ella, de una forma muy similar a como lo haría una lente de aumento. Cuando ambas galaxias están exactamente alineadas, la luz forma un círculo, llamado un “anillo de Einstein”, alrededor de la galaxia en primer plano. Si otra galaxia de fondo están alineada precisamente en la misma línea de visión, aparecerá un segundo anillo de mayor tamaño.
Dado que las posibilidades de ver un alineamiento tan especial se estima que son de 1 entre 10 000, Treu dice que han logrado “el premio gordo”; las posibilidades son menores que conseguir ganar dos veces consecutivas a la ruleta apostando a números simples.
“Tales sorprendentes coincidencias cósmicas revelan mucho sobre nuestra naturaleza. La materia oscura no está oculta a la lente”, añadió Leonidas Moustakas del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “La elegancia de esta lente sólo se ve superada por los secretos de la naturaleza que revela”.
La masiva galaxia en primer plano está alineada casi perfectamente en el cielo con dos galaxias de fondo a distintas distancias. La galaxia en primer plano está a una distancia de 3 mil millones de años luz. Los anillo interno y externo están formados por múltiples imágenes de las dos galaxias a distancias de 6 mil millones y 11 mil millones de años luz aproximadamente.
El miembro del equipo de SLACS Adam Bolton del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawai en Honolulu fue el primero en identificar las lentes en el Explorador Digital del Cielo Sloan (SDSS). “La firma original que nos llevó a este descubrimiento fueron apenas 500 fotones (partículas de luz) ocultos entre otros 500 000 fotones en el espectro de SDSS de la galaxia en primer plano”, comentó Bolton.
“Los anillos gemelos eran claramente visibles en la imagen de Hubble”, añadió Treu. “Cuando lo vi por primera vez me dije ‘¡guau, esto es una locura!’ ¡No podía creerlo!”
La distribución de materia oscura en las galaxias en primer plano que curvan el espacio para crear las lentes gravitatorias puede ser cartografiada con precisión. Treu observa que la caída en la densidad de la materia oscura es similar a la que vemos en las galaxias espirales (medidas gracias a la velocidad de rotación de la galaxia, la cual arroja un valor para la cantidad de materia oscura que contiene), aunque enfatiza que no existe una razón física para explicar esta relación.
Además, la geometría de los dos anillos de Einstein permitió al equipo medir con precisión la masa en el centro de la galaxia en mil millones de veces la masa del Sol. El equipo informa de que esta es la primera medida de la masa de una galaxia enana a tal distancia cosmológica (desplazamiento al rojo de z=0,6).
Una muestra de varias docenas de anillos dobles como este ofrecerían una medida totalmente independiente. El radio comparativo de los anillos podría también ser usado para proporcionar una medida independiente de la curvatura del espacio por la gravedad. Esto ayudaría a determinar la materia que contiene el universo y las propiedades de la energía oscura.
Las observaciones del fondo de microondas cósmico (una reliquia del Big Bang) favorecen una geometría plana. Una muestra de 50 anillos dobles de Einstein adecuados sería suficiente para medir el contenido de materia oscura del universo y la ecuación de estado de la energía oscura (una medida de su presión) con un 10 por ciento de precisión. Otros anillos dobles de Einstein podrían encontrarse usando investigaciones del cielo con telescopio espaciales de campo amplio que se propusieron para la Misión Conjunta de Energía Oscura (JDEM) y recientemente recomendada por el Consejo de Investigación Nacional.
Autor: Gail Gallessich
Fecha Original: 10 de enero de 2008
Enlace Original
Fuente: Ciencia Kanija
Imagen actualizada por la USNO
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