Astrónomos del VLT descubren una flor en el Universo. ¿Qué explicación ofrece la astrofísica?
Una nueva imagen del Observatorio Europeo Austral (ESO) captura una flor silvestre cósmica en el espacio. ¿Conoces la Cruz de Einstein? Descúbrela para dar con la explicación.
Un lente gravitacional ocurre cuando un objeto masivo deforma el espacio-tiempo y hace que la trayectoria de la luz desde una fuente distante se doble, lo que generalmente resulta en múltiples imágenes.
Estos sistemas son una poderosa herramienta para la astrofísica y la cosmología. Se han utilizado para estudiar cómo se distribuye la materia oscura en galaxias y cúmulos, y son especialmente adecuados para probar las predicciones de los modelos de materia oscura más allá del Universo local.
Además, los cuásares y supernovas (SNe) de lentes múltiples se pueden utilizar para medir retrasos temporales en la constante de Hubble (Ho), que es la que nos ayuda a medir el tamaño y la expansión del universo.
Cuando la alineación es casi perfecta y la masa de la lente tiene una distribución elíptica, la fuente de fondo aparecería con una lente cuádruple. Un ejemplo es la Cruz de Einstein, donde cuatro imágenes distintas de la fuente de fondo forman un patrón en forma de cruz con un alto grado de simetría.
Surrounded by four light-blue dots, this galaxy resembles a flower with petals!
— ESO (@ESO) September 11, 2023
But, are these dots real? Yes and no. Taken with our #VLT this image shows a so-called Einstein Cross. pic.twitter.com/0uAV5yvaaF
Lentes gravitacionales y Cruz de Einstein
El descubrimiento se realizó utilizando el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO). Un equipo de astrónomos presentó la confirmación y la imagen del potente sistema de lentes DESI-253.2534+26.8843, descubierto en la constelación de Hércules con el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI).
Este sistema consta de una enorme galaxia elíptica rodeada por cuatro imágenes azules que forman un patrón de Cruz de Einstein. Obteniendo observaciones espectroscópicas de este sistema utilizando el Explorador Espectroscópico de Unidades Múltiples (MUSE) del VLT y confirmando su naturaleza de lente.
Observaciones e instrumentos
El instrumento MUSE divide la luz proveniente de cada punto dentro del área observada en un arco iris o espectro. Los datos de observación sugieren que la galaxia en el centro de la flor aparece roja porque está compuesta en gran parte por estrellas viejas, mientras que la galaxia más distante está formando nuevas estrellas a un ritmo rápido, pareciendo azul.
La lente principal, que es la galaxia elíptica, tiene una distancia de casi 9 mil millones de años luz, mientras que los espectros de las imágenes, fuente de fondo, son típicos de una galaxia con estallido estelar con una distancia de 36 mil millones de años luz.
Además de identificar una galaxia tenue en primer plano en una de las imágenes captadas por la lente, emplearon un código de modelado para caracterizar este sistema y determinar que el radio de Einstein de la lente principal es 2.5 segundos de arco.
Un poco de historia y perspectivas a futuro
El estudio contribuye a un catálogo cada vez mayor de este raro tipo de sistema de lentes potentes y demuestra la eficacia de las observaciones espectroscópicas y las técnicas avanzadas de modelado para comprender las propiedades de estos sistemas.
La primera Cruz de Einstein descubierta fue un sistema de cuásar con lentes, QSO 2237+0305, también conocido como Lente de Huchra. A esto le siguieron los descubrimientos de bastantes otros sistemas similares, algunos de los cuales se utilizaron para medir el retardo de tiempo en la constante de Hubble.
En la categoría de lentes fuertes entre galaxias, sólo ha habido unos pocos casos confirmados de cruces de Einstein. Además de la masa de las galaxias, el modelado cuidadoso de tales sistemas, que cubren rangos más amplios de corrimiento al rojo y masa, también proporciona herramientas para obtener mediciones más precisas.
De los 1312 candidatos informados, este sistema es uno de los 216 candidatos más prometedores. En comparación con otras cruces de Einstein conocidas con lentes entre galaxias, este sistema tiene el corrimiento al rojo o distancia mayor (pero comparable a los sistemas de cuásares con lentes utilizados para medir Ho) y tiene el radio de Einstein más grande.