Euclides descubre un impresionante anillo de Einstein

Euclides, el detective del universo oscuro de la Agencia Espacial Europea, ha hecho un descubrimiento asombroso justo en nuestro patio trasero cósmico.

Un mar de estrellas y galaxias coloridas parece flotar en la vasta negrura del espacio alrededor de un halo difuso en el centro. En el centro de la imagen, el foco de luz difuso, de un cálido tono amarillo, se extiende alrededor de un pequeño punto brillante, enclavado en un fino círculo de luz que parece dibujarse a su alrededor. A medida que seguimos el borde del halo central hacia afuera, su brillo se atenúa y se funde suavemente con su entorno. Aquí, discos extendidos de tonos que van del púrpura cálido al amarillo dorado, y penetrantes puntos de luz con agudos picos de difracción, se distribuyen uniformemente por la imagen. CRÉDITO: ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li

Euclid despegó en su misión de seis años para explorar el Universo oscuro el 1 de julio de 2023. Antes de que la nave pudiera comenzar su estudio, el equipo de científicos e ingenieros en la Tierra tuvo que asegurarse de que todo funcionara correctamente. Durante esta fase inicial de pruebas, en septiembre de 2023, Euclid envió algunas imágenes a la Tierra. Estaban deliberadamente desenfocadas, pero en una imagen borrosa, el científico del Archivo Euclid, Bruno Altieri, detectó un indicio de un fenómeno muy especial y decidió observarlo más de cerca.

“Consulto los datos de Euclid a medida que llegan”, explica Bruno. “Incluso desde esa primera observación, pude verlo, pero después de que Euclid realizara más observaciones de la zona, pudimos ver un anillo de Einstein perfecto. Para mí, con un interés de toda la vida en las lentes gravitacionales, eso fue asombroso”.

El Anillo de Einstein, un fenómeno extremadamente raro, resultó estar oculto a plena vista en una galaxia cercana. La galaxia, llamada NGC 6505, se encuentra a unos 590 millones de años luz de la Tierra, una distancia cósmica muy cercana. Pero esta es la primera vez que se detecta el anillo de luz que rodea su centro, gracias a los instrumentos de alta resolución de Euclid.

El anillo que rodea la galaxia en primer plano está formado por la luz de una galaxia brillante más lejana. Esta galaxia en segundo plano se encuentra a 4.420 millones de años luz de distancia, y su luz ha sido distorsionada por la gravedad en su camino hacia nosotros. Esta galaxia lejana no se ha observado antes y aún no tiene nombre.

“Un anillo de Einstein es un ejemplo de lente gravitacional fuerte ”, explica Conor O'Riordan, del Instituto Max Planck de Astrofísica (Alemania) y autor principal del primer artículo científico que analiza el anillo. “Todas las lentes fuertes son especiales, porque son muy raras y resultan increíblemente útiles científicamente. Esta es particularmente especial, porque está muy cerca de la Tierra y su alineación la hace muy hermosa”.

Un fino anillo de forma circular perfecta y un disco blanco brillante en su centro son los protagonistas de esta imagen. Resaltan sobre un fondo gris oscuro difuso y uniforme. El anillo parece una pincelada tenue, con cuatro puntos uniformemente espaciados que ejercen mayor presión sobre el pincel. Estos se destacan en el anillo como cuatro puntos más brillantes y gruesos. El disco blanco dentro del anillo da la impresión de un agujero enorme en la imagen, gracias a su marcado contraste con el fondo oscuro. CRÉDITO: ESA/Euclid/Consorcio Euclid/NASA, procesamiento de imágenes por J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li

La teoría general de la relatividad de Albert Einstein predice que la luz se curva alrededor de los objetos en el espacio, de modo que estos la enfocan como una lente gigante. Este efecto de lente gravitacional es mayor en los objetos más masivos: galaxias y cúmulos de galaxias. Esto significa que a veces podemos ver la luz de galaxias distantes que, de otro modo, permanecerían ocultas.

Si la alineación es correcta, la luz de la galaxia fuente distante se curva formando un anillo espectacular alrededor del objeto en primer plano. Estos anillos de Einstein constituyen un valioso laboratorio para los científicos. Estudiar sus efectos gravitacionales puede ayudarnos a comprender la expansión del universo, detectar los efectos de la materia oscura invisible y la energía oscura , e investigar la fuente de fondo cuya luz se curva por la materia oscura que se encuentra entre nosotros y la fuente.

“Me resulta muy intrigante que este anillo se haya observado dentro de una galaxia bien conocida, descubierta por primera vez en 1884”, afirma Valeria Pettorino, científica del Proyecto Euclid de la ESA. “Los astrónomos conocen la galaxia desde hace muchísimo tiempo. Y, sin embargo, este anillo nunca se había observado antes. Esto demuestra el poder de Euclid, que descubre cosas nuevas incluso en lugares que creíamos conocer bien. Este descubrimiento es muy alentador para el futuro de la misión Euclid y demuestra sus fantásticas capacidades.

Al explorar cómo se ha expandido y formado el Universo a lo largo de su historia cósmica, Euclid revelará más sobre el papel de la gravedad y la naturaleza de la energía y la materia oscuras. El telescopio espacial cartografiará más de un tercio del cielo, observando miles de millones de galaxias a una distancia de hasta 10 000 millones de años luz. Se espera que encuentre alrededor de 100 000 lentes de alta intensidad, pero encontrar una tan espectacular, y tan cercana, es asombroso. Hasta ahora, se conocían menos de 1000 lentes de alta intensidad, y aún menos se habían obtenido imágenes de alta resolución.

“Euclid va a revolucionar el campo, con todos estos datos que nunca antes hemos tenido”, añade Conor.

Sobre un fondo azul oscuro, esta infografía contiene un párrafo de texto en la esquina superior izquierda, el logotipo de la ESA en la esquina superior derecha y una serie de gráficos en la mitad inferior de la imagen. El párrafo de texto explica el principio de los anillos de Einstein, y puede leerse en el pie de foto. Los gráficos a continuación ilustran este fenómeno astrofísico, y al observarlos de izquierda a derecha podemos comprender el proceso de formación de los anillos de Einstein. El elemento situado más a la izquierda en la mitad inferior de la imagen es una representación gráfica de una galaxia, denominada "galaxia distante". A su derecha, se muestra otra galaxia, denominada "galaxia en primer plano que actúa como lupa". La tercera ilustración, a la derecha de la anterior, muestra el telescopio espacial Euclid de la ESA y está denominada "telescopio". La "galaxia distante" y el "telescopio" están conectados por dos líneas que forman un rombo alargado alrededor de la "galaxia en primer plano". Esta línea está denominada "la gravedad desvía los rayos de luz de la galaxia distante". La cuarta y última ilustración de la línea muestra un anillo de luz alrededor de un disco central y está denominada "lo que ve el telescopio". CRÉDITO: ESA

Aunque este anillo de Einstein es impresionante, la principal tarea de Euclid es buscar los efectos más sutiles de la lente gravitacional débil, donde las galaxias de fondo aparecen solo ligeramente estiradas o desplazadas. Para detectar este efecto, los científicos necesitarán analizar miles de millones de galaxias. Euclid comenzó su detallado estudio del cielo el 14 de febrero de 2024 y está creando gradualmente el mapa 3D más extenso del Universo hasta la fecha. Un hallazgo tan asombroso, en una etapa tan temprana de su misión, significa que Euclid está en camino de desvelar muchos más secretos ocultos.

Notas para los editores

Euclid: Un anillo de Einstein completo en NGC 6505, de CM O'Riordan et al., se publica hoy en Astronomy & Astrophysics . DOI: 10.1051/0004-6361/202453014  https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202453014

Para obtener más información, póngase en contacto con las relaciones con los medios de la ESA: media@esa.int

Publicado en ESA el 10 de ferbrero del 2024, enalce publicación.