La Lente Gravitacional.

Las gafas de espía en el universo: lentes gravitacionales.
Lente gravitacional.

Esta ilustración muestra un fenómeno conocido como lente gravitacional, que es utilizado por los astrónomos para estudiar galaxias muy distantes y muy débiles. Tenga en cuenta que la escala ha sido muy exagerada en este diagrama. En realidad, la galaxia distante está mucho más lejos y es mucho más pequeña.

Los grupos de lentes son racimos de galaxias elípticas cuya gravedad es tan fuerte que doblan la luz de las galaxias detrás de ellas. Esto produce imágenes distorsionadas y a menudo múltiples de la galaxia de fondo. Pero a pesar de esta distorsión, las lentes gravitacionales permiten observaciones grandemente mejoradas mientras la gravedad dobla el camino de la luz hacia el Hubble, el observatorio espacial que estamos usando en estos momentos, amplificando la luz y haciendo observables objetos que de otro modo serían invisibles.

Un equipo de astrónomos ha utilizado Abell 383, una lente gravitacional de este tipo, para observar una galaxia distante cuya luz se resuelve en dos imágenes por el cúmulo. El efecto de la lente gravitacional significa que los astrónomos han sido capaces de determinar fascinantes ideas acerca de la galaxia que normalmente no serían visibles ni siquiera con el Hubble o grandes telescopios terrestres. Entre sus descubrimientos está que las estrellas de la galaxia lejana son muy viejas, lo que significa que las galaxias probablemente se formaron antes en la historia cósmica de lo que pensábamos.

Crédito:
NASA, ESA y L. Calçada

El por qué y para qué de las lentes gravitacionales.
La luz no siempre viaja en línea recta. Einstein predijo en su Teoría de la Relatividad General que los objetos masivos deformarán el tejido del espacio mismo. Cuando la luz pasa uno de estos objetos, tal como un racimo de galaxias, su trayectoria se cambia ligeramente. Este efecto, llamado lente de gravitación, sólo es visible en casos raros y sólo los mejores telescopios pueden observar los fenómenos relacionados.

La sensibilidad y alta resolución del Hubble permiten ver lentes gravitacionales lejanas y distantes que no pueden ser detectadas con telescopios terrestres cuyas imágenes están borrosas por la atmósfera de la Tierra. La lente de gravitación da como resultado múltiples imágenes de la galaxia original, cada una con una forma de plátano característicamente distorsionada o incluso en anillos.

Hubble fue el primer telescopio para resolver detalles dentro de estos múltiples arcos en forma de plátano. Su visión aguda puede revelar directamente la forma y la estructura interna de las galaxias de fondo y de esta manera se pueden combinar fácilmente los diferentes arcos procedentes del mismo objeto de fondo, ya sea una galaxia o incluso una supernova.

Dado que la cantidad de lente depende de la masa total del racimo, la lente gravitacional puede usarse para "pesar" los racimos. Esto ha mejorado considerablemente nuestra comprensión de la distribución de la materia oscura "oculta" en los cúmulos de galaxias y, por lo tanto, en el Universo en su conjunto. El efecto de la lente gravitatoria también permitió un primer paso hacia la revelación del misterio de la energía oscura. Como las lentes gravitacionales funcionan como lentes de aumento, es posible utilizarlas para estudiar galaxias distantes desde el Universo temprano, que de otro modo sería imposible de ver.

"Cuando observamos por primera vez el aglomerado de galaxias Abell 2218 con Hubble en 1995, nos dirigimos principalmente a estudiar el racimo y sus galaxias pero nos sorprendió. Las imágenes mostraban decenas y docenas de arcos gravitacionales. Cuando mostramos estas imágenes ultra profundas a nuestros colegas pudieron ver inmediatamente la importancia de usar la lente gravitacional como una herramienta cosmológica ". Richard Ellis, astrónomo University de Cambridge y California Institute of Technology.

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