Scoperta Lente Gravitazionale

Un team internazionale di astronomi ha scoperto la lente gravitazionale più distante in assoluto.

La lente gravitazionale è una galassia, prevista dalla teoria generale della relatività di Albert Einstein, che devia e intensifica la luce di un oggetto ancora più distante. La scoperta fornirà una rara opportunità di misurare direttamente la massa di una galassia distante.

Ma ci pone anche un mistero: le lenti di questo tipo dovrebbero essere estremamente rare. Visto questo e altri ritrovamenti recenti, gli astronomi o sono stati straordinariamente fortunati o, più probabilmente, hanno sottovalutato sostanzialmente il numero delle galassie di piccole dimensioni nell'Universo primordiale.

Luce è influenzata dalla gravità e la luce che passa attraverso una galassia viene deviata. Dal momento della prima scoperta, nel 1979, sono stati scoperti numerose lenti gravitazionali. Oltre a fornire le prove della teoria della relatività generale di Einstein, le lenti gravitazionali hanno dimostrato di essere strumenti preziosi. In particolare, si può determinare la massa della materia che sta piegando la luce, tra cui la massa dell'ancora enigmatica materia oscura, che non emette o assorbe luce e può essere rilevata solo attraverso i suoi effetti gravitazionali.

La lente ingrandisce anche la fonte di luce di fondo, che agisce come un "telescopio naturale" che permette agli astronomi una visione più dettagliata di galassie distanti di quanto sia normalmente possibile.
Le lenti gravitazionali consistono di due oggetti: uno è più lontano e fornisce la luce e l'altro, la massa o lente gravitazionale, che si trova tra noi e la sorgente di luce lontana e la cui gravità devia la luce. Quando l'osservatore, la lente e la sorgente luminosa distante sono allineate precisamente, l'osservatore vede un anello di Einstein: un cerchio perfetto di luce che è l'immagine proiettata e notevolmente ingrandita della sorgente luminosa distante.

Ora, gli astronomi hanno trovato la lente gravitazionale più distante. L'autore Arjen van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germania) spiega: "La scoperta è stata del tutto casuale mentre stavo riguardando un progetto precedente. Ho notato una galassia che era decisamente strana Sembrava estremamente giovane come galassia, ma sembrava esser ad una distanza molto più grande del previsto. Non doveva nemmeno essere parte del nostro programma di osservazione!"

Van der Wel ha cercato di saperne di più e ha iniziato a studiare le immagini scattate con il telescopio spaziale Hubble. In queste immagini l'oggetto misterioso sembrava una vecchia galassia, un obiettivo plausibile per il programma di osservazione originale, ma con alcune caratteristiche irregolari che, sospettó essere una lente gravitazionale. Combinando le immagini disponibili e la rimozione della foschia di fondo di stelle, il risultato è stato molto chiaro: un anello quasi perfetto di Einstein, che indica una lente gravitazionale con preciso allineamento della lente e la sorgente di luce di fondo [1].

La massa della lente è così distante che la luce, dopo la deviazione, ha viaggiato per 9.400 milioni anni per raggiungerci [2]. Non solo questo è un nuovo record, ma l'oggetto serve anche uno scopo importante: la quantità di distorsione causata dalla galassia-lente permette una misura diretta della sua massa. Ciò fornisce un test indipendente per i metodi usuali dagli astronomi per stimare le masse delle galassie masse, che si basano su estrapolazioni dai loro cugini vicini.

Ma la scoperta pone anche un enigma. Le lenti gravitazionali sono il risultato di un allineamento casuale. In questo caso, l'allineamento è molto preciso. A peggiorare le cose, l'oggetto ingrandito è una "starbursting galassia nana@: una galassia relativamente leggera (ha solo circa 100 milioni di masse solari sotto forma di stelle [3]), ma estremamente giovane (circa 10-40.000.000 anni) che produce nuove stelle ad un tasso enorme. Le probabilità che una tale peculiare galassia fosse gravitazionalmente con lenti è molto piccola. Eppure questo è il secondo starbursting di galassia nana con lente che è stato trovato.

Entrambi gli astronomi o sono stati straordinariamente fortunati, o le le galassie nane starbusting sono molto più comuni di quanto si pensasse, costringendoci a rivedere i loro modelli di evoluzione della galassia.
Van der Wel conclude: "Questa è stata una scoperta strana e interessante e completamente fortuita, ma ha il potenziale per iniziare un nuovo capitolo nella nostra descrizione dell'evoluzione delle galassie nell'Universo primordiale.

Note:
[1] I due oggetti sono allineati alla migliore di 0,01 secondi d'arco - equivalente a una separazione di un millimetro alla distanza di 20 chilometri.
[2] Questo tempo corrisponde ad un redshift z=1.53. Questo può essere confrontato con l'età totale dell'Universo di 13,8 miliardi di anni. Il detentore del record precedente è stato trovato 30 anni fa e ci sono voluti meno di 8 miliardi di anni perché la sua luce ci abbia raggiunto (un redshift di circa 1,0).
[3] Per confronto, la Via Lattea è una grande galassia a spirale con almeno mille volte maggiore di massa in forma di stelle di questa galassia nana.

La storia di cui sopra si basa sui materiali forniti dall'ESA/Hubble Information Center.

Traduzione a cura di Arthur McPaul

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131009153455.