Lente gravitazionale quasi perfetta “Anello Einstein”. Credito immagine: ESO / VLT. Clicca per ingrandire.
Questo è l'anno di Einstein. Cento anni fa un impiegato di brevetto svizzero poco conosciuto nei primissimi anni di una carriera scientifica si è confrontato con una serie di paradossi relativi a tempo e spazio, energia e materia. Dotato di una profonda intuizione e di una potente immaginazione, Albert A. Einstein è uscito dall'oscurità per presentare un modo completamente nuovo di guardare al fenomeno naturale. Einstein ci ha mostrato che tutto quel tempo aveva molto poco a che fare con gli orologi, l'energia ha meno a che fare con la quantità e più a che fare con la qualità, lo spazio non era solo "una grande scatola quadrata per mettere roba", materia ed energia erano le due facce di la stessa moneta cosmica e la gravità hanno avuto un profondo effetto su tutto: luce, materia, tempo e spazio.
Oggi usiamo tutti questi principi? enunciato un secolo fa - per sondare le cose più distanti nell'Universo. A causa dell'indagine di Einstein sull'effetto fotoelettrico, ora capiamo perché la luce non è continua ma curiosamente piena di linee scure e luminose che ci dicono quando è stata emessa quella luce, cosa l'ha emessa. e il tipo di cose che lo toccano nei suoi viaggi. A causa dell'intuizione di Einstein sulla conversione di massa ed energia, ora capiamo come i soli distanti illuminano il cosmo e come i potenti campi magnetici spingano particelle fino a velocità stupende per poi schiantarsi sull'atmosfera terrestre. E poiché ora si ritiene che la gravità influenzi tutto, abbiamo imparato come gli oggetti distanti possono catturare e focalizzare la luce da oggetti ancora più distanti.
Anche se dobbiamo ancora trovare un esempio assolutamente perfetto di lente gravitazionale nell'Universo, oggi siamo molto più vicini a quell'ideale. In un articolo intitolato "Scoperta di un anello di Einstein a spostamento rosso elevato" pubblicato il 27 aprile 2005, Remi Cabanac del Canada-Francia-Hawaii Telescope, alle Hawaii e associati, "riporta la scoperta di un anello parziale di Einstein ... prodotto da un enorme ( e apparentemente isolata) galassia ellittica ". Prima di questa scoperta, l'anello Einstein più completo scoperto è stato documentato nel 1996 da S.J. Warren dell'Imperial College di Londra. Quell'anello - anche uno dei pochi visibili nella luce ottica - è leggermente inferiore a un semicerchio di circonferenza (170 gradi).
Remi Cabanac ha spiegato che "ha scoperto il sistema mentre osservava all'Osservatorio europeo meridionale il Very Large Telescope in Cile con uno spettrografo chiamato FORS1". Remi afferma di aver adempiuto le sue responsabilità di astronomo di servizio, "osservando Helmut Jerjen (coautore del documento) facendo immagini profonde delle galassie nane vicine nella periferia di un noto ammasso di galassie nelle vicinanze di Fornax." Remi ha continuato a dire che il suo “occhio è stato attratto dall'insolito arco luminoso nel nord-ovest del campo, sapevo che era qualcosa di piuttosto sorprendente perché gli archi con lenti sono di solito molto scuri, e stavo osservando in banda rossa mentre gli archi sono di solito bluastri “.
Per confermare i suoi sospetti su una nuova scoperta, Remi "è andato al database astronomico ma non esisteva nulla sotto le coordinate". Successivamente Remi si consultò con “Chris Lidman (un altro coautore ed esperto di obiettivi) e gli mostrò l'immagine. All'inizio non riusciva a credere che fosse un obiettivo perché era così luminoso e ben visibile, Chris pensava che potesse essere un artefatto sull'immagine ". Con il supporto di Chris, Remi "ha fatto domanda per un follow-up spettroscopico e ha realizzato che si trattava sia di una vera lente gravitazionale che di una scoperta molto significativa, perché la fonte di fondo era molto amplificata e molto lontana".
Secondo il documento, l'anello inscrive un cerchio a forma di "C" di 270 gradi in una circonferenza quasi completa con un raggio apparente di poco più di 1 3/4 d'arco secondi - all'incirca la dimensione dell'immagine "virtuale" di una stella vista a grande potenza attraverso un piccolo telescopio amatoriale. La galassia a lente è un'enorme ellittica simile all'M87 nel cluster Virgo-Coma. L'obiettivo si trova a circa 7 miliardi di anni luce di distanza nella direzione della costellazione di Fornax (visibile dall'emisfero nord temperato più caldo e dai cieli dell'emisfero sud). La galassia sorgente ha uno spostamento rosso di 3,77, suggerendo una distanza recessiva di circa 11 BLY. La galassia sorgente e lente hanno ricevuto la designazione PER J0332-3557 3h32m59s, -35d57m51s e si trovano in prossimità del cluster di galassie Fornax - ma ben oltre in termini di spazio reale.
Ciò che rende questa particolare scoperta astronomicamente così interessante è il fatto che la galassia a lente è molto massiccia, si trova in un periodo di quiescenza di nascita stellare, si trova ad una così grande distanza dalla Terra e può essere isolata da altre galassie a grappolo locale spaziale. Nel frattempo la galassia sorgente è significativamente più luminosa (di una magnitudine stellare assoluta) rispetto alle altre galassie a rottura di Lyman (galassie che spostano in rosso la Lyman Break a 912 angstrom nella parte visibile dello spettro), sono scarse negli spettri della linea di emissione e recentemente hanno avuto completato un ciclo di nascita rapida delle stelle ("starburst"). Tutti questi fattori combinati significano che FOR J0332 potrebbe fornire una grande quantità di dati riguardanti la formazione di galassie prima dell'attuale epoca inflazionistica dell'Universo.
Secondo il team scientifico, "Una delle questioni chiave nella formazione della galassia nell'ambito dell'attuale quadro LCDM (Lambda Cold Dark Matter) della formazione della struttura è la storia dell'assemblea di massa degli aloni galattici". Il pensiero attuale è che le galassie accumulano massa di alone - quell'enorme rigonfiamento sferico di materia a bassa luminosità che circonda i nuclei galattici - prima che la formazione stellare entri davvero in azione. Un modo per indagare su questa idea è determinare come i rapporti massa-luce cambiano nel tempo mentre le galassie si evolvono . Ma per fare ciò devi campionare le masse e le luminosità di quante più galassie possibili, di una varietà di tipi, nella più ampia gamma possibile di spazio e tempo.
La scoperta di FOR J0332 - e degli altri tre oggetti ad anello parziale di Einstein - aiuta gli astronomi aggiungendo esempi di galassie normalmente non rilevabili a grandi distanze. Dal documento, “Diversi sondaggi approfonditi hanno scoperto diverse popolazioni di galassie, ma i criteri di selezione hanno prodotto campioni distorti: i campioni selezionati e selezionati in banda stretta UV sono sensibili alle galassie attivamente stellari e polarizzati contro sistemi quiescenti ed evoluti mentre sub-millimetrico e le indagini sul vicino infrarosso selezionano rispettivamente galassie polverose di starburst e galassie molto rosse. "
Quali conclusioni possiamo trarre sulla base di questa scoperta?
Remi sottolinea il significato di questa scoperta dicendo: "La fonte amplificata dall'obiettivo è la galassia con la luminosità apparente più luminosa mai scoperta a tale distanza. Ci fornirà informazioni uniche sulle condizioni fisiche prevalenti nel mezzo interstellare quando l'universo rappresentava solo il 12% della sua era attuale. Anche la forma della sorgente è molto importante perché fornisce la quantità di massa all'interno dell'obiettivo con uno spostamento rosso di z = 1. Solo una manciata di anelli di Einstein sono stati scoperti con un redshift così elevato. Darà una misura importante su come la massa ellittica della galassia si è evoluta nel tempo. "
Scritto da Jeff Barbour
