SDSS J1004 + 4112, cúmulo de galaxias.

Hubble capta una lente gravitacional nominal de "cinco estrellas".
El cúmulo de galaxias conocido como SDSS J1004+4112.

Explicación de la imagen superior.
Esta imagen del Telescopio Espacial NASA / ESA Hubble es la primera imagen de un quasar distante con cinco imágenes. El grupo de cinco imágenes de quasar son producidas en un proceso llamado Lente Gravitatoria, en el cual el campo gravitacional de un objeto masivo en este caso, un grupo de galaxias curva y amplifica la luz de un objeto situado detrás de este cúmulo, un quasar.

Aunque se han visto otros quásares de lentes múltiples anteriormente, por ejemplo el objeto conocido como la "Cruz de Einstein", este "super quasar" recientemente observado es el único caso hasta el momento en el que múltiples imágenes de quasar son producidas por un cúmulo de galaxias entero que actúa como una lente gravitacional

Crédito:
Agencia Espacial Europea, NASA, Keren Sharon (Universidad de Tel-Aviv) y Eran Ofek (CalTech)

La primera imagen de un cuásar distante.
El Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA ha capturado la primera imagen de un cuasar distante con cinco imágenes. Además, la imagen contiene un tesoro de galaxias galvanizadas e incluso una supernova.

La característica más singular de una nueva imagen tomada con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA es un grupo de cinco imágenes de cuásares producidas por un proceso llamado lente gravitacional, en el cual el campo gravitacional de un objeto masivo en este caso un grupo de galaxias dobla y amplifica la luz de un objeto, en este caso un cuásar  más lejos detrás de él.

Hubble.

Aunque se han visto otros cuásares de lente multiplicada, este cuásar quíntuple recién observado es el único caso hasta ahora en el que múltiples imágenes de cuásar son producidas por un conjunto completo de galaxias que actúa como lente gravitacional.

El cuasar de fondo es el núcleo brillante de una galaxia. Está alimentado por un agujero negro, que está devorando gas y polvo creando un fogonazo de luz en el proceso. Cuando la luz del cuásar atraviesa el campo de gravedad del racimo de galaxias que se encuentra entre nosotros y el cuásar, la luz es doblada por el campo de gravedad del espacio deformación de tal manera que cinco imágenes separadas del objeto se producen alrededor del centro del racimo. La quinta imagen de cuásar está incrustada a la derecha del núcleo de la galaxia central en el racimo. El cúmulo también crea una telaraña de imágenes de otras galaxias distantes gravitacionalmente lentes en arcos.

El cúmulos de galaxias que crea la lente se conoce como SDSS J1004 + 4112 y fue descubierto como parte de la Sloan Digital Sky Survey, SDSS. Es uno de los cúmulos más distantes conocidos (siete mil millones de años luz de distancia de nosotros, desplazamiento al rojo z = 0,68), y se ve cuando el Universo tenía la mitad de su edad actual.

La lente gravitacional ocurre para masas extremadamente concentradas como los núcleos de galaxias o racimos de galaxias. Su fuerte gravedad deforma el espacio circundante, y la luz que viaja a través de ese espacio deformado curva su dirección. Pueden verse múltiples imágenes de una fuente de luz distante, cada una tomando un camino diferente a través del espacio deformado.

Una lente gravitacional siempre producirá un número impar de imágenes con lente, pero una imagen suele ser muy débil e incrustada profundamente dentro de la luz del propio objeto de lente. Aunque las observaciones anteriores de SDSS J1004 + 4112 han revelado cuatro de las imágenes de este sistema, la visión aguda de Hubble y la gran ampliación de esta lente gravitacional se combinan para colocar una quinta imagen lo suficientemente lejos del núcleo de la galaxia central de imágenes para hacerla visible como bien.

Versión de SDSS J1004 + 4112 etiquetada.

Esta imagen de Hubble de tamaño completo muestra el cúmulo de galaxias SDSS J1004 + 4112 con tres fenómenos raros marcados. Los círculos azules muestran un único quasar con cinco lentes gravitacionales. Esta imagen es la primera imagen de un objeto así. Una lente gravitacional siempre producirá un número impar de imágenes con lentes, pero una imagen suele ser muy débil e incrustada profundamente en la luz del objetivo mismo. La visión nítida de Hubble y el alto aumento de esta lente gravitacional se combinan para colocar la quinta imagen lo suficientemente lejos del núcleo de la galaxia de imágenes central para hacerla visible.

Los círculos rojos marcan tres imágenes notablemente diferentes de la misma galaxia de fondo. La galaxia está a 12 mil millones de años luz de distancia (un desplazamiento al rojo de 3,33, (z = 3,3) que corresponde a solo 1,8 mil millones de años después del Big Bang).

El círculo amarillo marca una supernova que se encontró al comparar esta imagen con una imagen del clúster obtenida con Hubble un año antes. Esta supernova explotó hace siete mil millones de años en una de las galaxias en racimo. Esta imagen, junto con otras observaciones de supernovas, se está utilizando para intentar reconstruir cómo el Universo se enriqueció con elementos pesados ​​a través de estas explosiones.

Crédito:
Agencia Espacial Europea, NASA, Keren Sharon (Universidad de Tel-Aviv) y Eran Ofek (CalTech)

La galaxia que aloja el cuásar de fondo está a una distancia de 10 mil millones de años luz (desplazamiento al rojo 1,74). La galaxia huésped del cuásar se puede ver en la imagen como arcos rojos débiles, ésta es la galaxia huésped de cuásar más magnificada jamás vista.

La imagen de Hubble también muestra un gran número de arcos estirados que son galaxias más distantes detrás del racimo, cada uno de los cuales se divide en múltiples imágenes distorsionadas. La galaxia más distante identificada y confirmada hasta ahora está a 12 mil millones de años luz de distancia (un desplazamiento al rojo de 3,33, que corresponde a sólo 1,8 millones de años después del Big Bang).

Al comparar esta imagen con una imagen del grupo obtenido con Hubble un año antes, los investigadores descubrieron un evento raro: una supernova explotando en una de las galaxias de racimo. Esta supernova explotó hace siete mil millones de años, y los datos, junto con otras observaciones de la supernova, se están utilizando para tratar de reconstruir cómo el Universo fue enriquecido por elementos pesados ​​a través de estas explosiones.

Crédito de la imagen: 
Agencia Espacial Europea, NASA, Keren Sharon (Universidad de Tel-Aviv) y Eran Ofek (CalTech)
Agradecimientos: Davide de Martin (ESA / Hubble).

Los miembros del equipo son Keren Sharon (Universidad de Tel Aviv, Israel), Eran Ofek (CalTech, EE.UU.), Dan Maoz, Tom Broadhurst (Universidad de Tel-Aviv, Israel), Chris Kochanek (Universidad del Estado de Ohio, EE.UU.), Masamune Oguri Universidad de Princeton, EE.UU.), Yasushi Suto y Naohisa Inada (Universidad de Tokio, Japón), más información en línea.

Publicado en Hubble el 23 de mayo del 2.006.