La imagen de la semana de la ESA / Hubble impulsa una nueva comprensión del anillo de Einstein
En diciembre de 2020, el equipo de la ESA / Hubble publicó una impresionante vista desde el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA de uno de los anillos de Einstein más completos jamás descubiertos. Desde entonces, esta observación se ha utilizado para desarrollar un modelo de lentes para estudiar las propiedades físicas de la galaxia con lentes. Los científicos han medido con éxito la distancia al objeto y han determinado que el factor de aumento es 20, lo que hace que la capacidad de observación del Hubble sea equivalente a la de un telescopio de 48 metros.
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| La estrecha galaxia que se curva elegantemente alrededor de su compañera esférica en esta imagen es un ejemplo fantástico de un fenómeno verdaderamente extraño y muy raro. Esta imagen, tomada con el telescopio espacial Hubble de NASA / ESA, muestra GAL-CLUS-022058s, ubicado en la constelación del hemisferio sur de Fornax (The Furnace). GAL-CLUS-022058s es el más grande y uno de los anillos de Einstein más completos jamás descubiertos en nuestro Universo. El objeto ha sido apodado por el investigador principal y su equipo que están estudiando este anillo de Einstein como el "anillo fundido", que alude a su apariencia y constelación de acogida. Einstein teorizó por primera vez que existiera en su teoría general de la relatividad, la forma inusual de este objeto se puede explicar mediante un proceso llamado lente gravitacional, que hace que la luz que brilla desde lejos sea doblada y atraída por la gravedad de un objeto entre su fuente y el observador. En este caso, la luz de la galaxia de fondo se ha distorsionado en la curva que vemos por la gravedad del cúmulo de galaxias que se encuentra frente a ella. La alineación casi exacta de la galaxia de fondo con la galaxia elíptica central del cúmulo, vista en el medio de esta imagen, ha deformado y ampliado la imagen de la galaxia de fondo a su alrededor en un anillo casi perfecto. La gravedad de otras galaxias en el cúmulo pronto causará distorsiones adicionales. Objetos como estos son el laboratorio ideal para investigar galaxias demasiado débiles y distantes para verlas de otra manera. Crédito: ESA / Hubble & NASA, S. Jha, Reconocimiento: L. Shatz |
En diciembre de 2020, la ESA / Hubble publicó una imagen en la serie Picture of the Week que muestra los GAL-CLUS-022058, ubicados en la constelación del hemisferio sur de Fornax (El Horno). La imagen muestra el anillo de Einstein más grande y uno de los más completos jamás descubierto, y el investigador principal de la observación del Hubble la apodó el "Anillo fundido", que alude a su apariencia y constelación de huéspedes.
Einstein teorizó por primera vez que existiera en su teoría general de la relatividad, la forma inusual de este objeto se puede explicar mediante un proceso llamado lente gravitacional, que hace que la luz que brilla desde lejos sea doblada y atraída por la gravedad de un objeto entre su fuente. y el observador. En este caso, la luz de la galaxia de fondo se ha distorsionado en la curva que vemos por la gravedad del cúmulo de galaxias que se encuentra frente a ella. La alineación casi exacta de la galaxia de fondo con el centro del cúmulo de galaxias, que se ve en el medio de esta imagen, ha deformado y ampliado la imagen de la galaxia de fondo en un anillo casi perfecto. La gravedad de las galaxias en el cúmulo pronto causará distorsiones adicionales.
Un equipo de astrónomos europeos ahora ha utilizado un conjunto de datos de longitud de onda múltiple, que incluye entradas del Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA y esta imagen destacada, para estudiar este anillo de Einstein en detalle. Los datos de archivo del instrumento FORS del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral determinaron el valor de desplazamiento al rojo de la galaxia con lente.
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| Esta foto muestra los instrumentos gemelos, FORS2 en KUEYEN (en primer plano) y FORS1 en ANTU, vistos al fondo a través de las puertas de ventilación abiertas en los dos gabinetes del telescopio. Aunque se parecen, los dos instrumentos tienen funciones específicas. Crédito: ESO. |
“Para derivar las propiedades físicas de la galaxia con lente, se necesita un modelo de lente. Este modelo solo se podría obtener con la imagen del Hubble ”, explicó el investigador principal Anastasio Díaz-Sánchez de la Universidad Politécnica de Cartagena en España. "En particular, Hubble nos ayudó a identificar las cuatro contraimágenes y los grupos estelares de la galaxia con lentes, para lo cual se utilizó la imagen de la Imagen de la Semana".
A partir de este modelo de lente, el equipo calculó el factor de amplificación, que es un efecto valioso de la lente gravitacional. Esto permitió al equipo estudiar las propiedades físicas intrínsecas de la galaxia con lentes. De particular interés es la determinación de la distancia de la galaxia, que muestra que la luz de la galaxia ha viajado aproximadamente 9 400 millones de años luz [1].
"La detección de gas molecular, del cual nacen nuevas estrellas, nos permitió calcular el corrimiento al rojo preciso y, por lo tanto, nos da la confianza de que realmente estamos mirando una galaxia muy distante", dijo Nikolaus Sulzenauer, estudiante de doctorado en el Instituto Max Plank de Radioastronomía en Alemania y miembro del equipo de investigación.
Además, el equipo determinó que el factor de aumento de la galaxia es 20, lo que hace que la capacidad de observación del telescopio espacial Hubble sea equivalente a la de un telescopio de 48 metros. Esto es más grande que los telescopios extremadamente grandes actualmente planeados.
“La galaxia con lente es una de las galaxias más brillantes en el régimen de longitud de onda milimétrica”, añadió Helmut Dannerbauer del Instituto de Astrofísica de Canarias en España y miembro del equipo de investigación. "Nuestra investigación también ha demostrado que es una galaxia de formación de estrellas normal (una galaxia de secuencia principal) en la época pico de formación de estrellas en el Universo".
“Podemos ver claramente los brazos espirales y la protuberancia central de la galaxia en las imágenes del Hubble. Esto nos ayudará a comprender mejor la formación de estrellas en galaxias distantes mediante observaciones planificadas ”, agregó la miembro del equipo Susana Iglesias-Groth del Instituto de Astrofísica de las Islas Canarias en España.
Notas
[1] El equipo determinó que el valor de desplazamiento al rojo de la galaxia con lente es z = 1,47.
Más información
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
El equipo internacional de astrónomos de este estudio está formado por A. Díaz-Sánchez (Universidad Politécnica de Cartagena, España), H. Dannerbauer (Instituto de Astrofísica de Canarias, España), N. Sulzenauer (Max-Planck-Institut für Radiastronomie, Alemania ), S. Iglesias-Groth (Instituto de Astrofísica de Canarias, España) y R. Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, España). Los resultados se han publicado hoy en The Astrophysical Journal.
Crédito de la imagen: ESA / Hubble & NASA, S. Jha. Reconocimiento: L. Shatz
Enlaces
Contactos
Anastasio Díaz-Sánchez
Universidad Politécnica de Cartagena
Murcia, España
Correo electrónico: Anastasio.Diaz@upct.es
Bethany Downer
Director de comunicaciones de la ESA / Hubble
Correo electrónico: Bethany.Downer@esahubble.org
• Publicado en ESA-Hubble el 23 de septiembre del 2021, enlace publicación.
