El Gran Telescopio Canarias descubre una nueva Cruz de Einstein
29/3/2019 de Instituto de Astrofísica de Canarias / The Astrophysical Journal Letters
La nueva Cruz de Einstein J2211-3050. Se trata de una galaxia eliptica (objeto amarillo), relativamente cercana, que actúa de lente. Los cuatros objetos azules (marcado ABCD) son las imágenes producida de una galaxias aproximadamente 3 veces más lejana. Con GTC fue posible aislar y dispersar la luz de los objeto ABC (las líneas marcan la zona estudiada espectroscópicamente), demostrando que pertenecen a la misma fuente de luz. Crédito: Telescopio Espacial Hubble.
El estudio, que ha combinado imágenes del Telescopio Espacial Hubble con observaciones espectroscópicas del GTC, ha confirmado la existencia de un nuevo ejemplo de lente gravitatoria, fenómeno predicho por la teoría de la Relatividad General de Albert Einstein. En este caso, el efecto observado se debe a la alteración provocada por una galaxia que actúa como una lupa amplificando y distorsionando, en forma de cuatro imágenes separadas en cruz, la luz de otra galaxia situada a 20.000 millones de años luz [El lector no debe sorprenderse si el valor de la distancia de una galaxia expresada en años luz es mayor que la edad del Universo. Esto se debe a que mientras la luz viaja hacia nosotros el Universo se expande.]
Una de las conclusiones más llamativas de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein es que la trayectoria de la luz se curva ante la presencia de materia. Este efecto se puede observar cuando la luz emitida desde una galaxia lejana pasa cerca de un objeto muy masivo, como otra galaxia, en su camino hacia el observador. El fenómeno se conoce como lente gravitacional, ya que es similar al efecto que producen las clásicas lentes de vidrio sobre los rayos de luz, y actúa como una lupa cambiando el tamaño, la forma y la intensidad de la imagen aparente del objeto lejano.
Según el grado de alineación de las dos fuentes, se pueden observar imágenes múltiples de la fuente lejana como, por ejemplo, anillos, arcos o bien cuatro imágenes separadas en forma de cruz (de ahí su nombre de “cruz de Einstein”). En general, es extremadamente difícil detectar una lente gravitatoria, ya que la separación entre las imágenes producidas por la lente suele ser muy pequeña, lo que requiere imágenes de alta resolución para poder verlas. Fue precisamente al analizar imágenes de alta resolución del Telescopio Espacial Hubble, que se pudo localizar una agrupación de objetos que parecía una cruz de Einstein. Observaciones posteriores con el Gran Telescopio Canarias confirmaron que las cuatro imágenes pertenecen al mismo objeto, designado
J2211-0305 por sus coordenadas en el cielo.
Sin embargo, lo más excepcional del hallazgo es que el objeto que actúa de fuente es una galaxia muy joven. “Normalmente la fuente es un cuásar, es decir un núcleo activo de galaxia, por lo que fue una gran sorpresa descubrir que la fuente era otra galaxia con líneas de emisión muy intensas, lo cual indica que se trata de un objeto joven que está todavía formando grandes cantidades de estrellas”, explica Bettoni. La galaxia lente tiene forma elíptica y está localizada a una distancia de aproximadamente 7.000 millones de años luz (z=0.556), mientras que la fuente más lejana, reconvertida por la lente en una cruz, se encuentra a 20.000 millones de años luz (z=3.03). Es el segundo caso conocido con este tipo de fuente.
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