Astronomi risolvono il mistero del primo anello di Einstein

Determinati a trovare un ago in un pagliaio cosmico, una coppia di astronomi ha viaggiato indietro nel tempo attraverso vecchi file di dati dell’Osservatorio WM Keck a Maunakea e dell’Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA per svelare il mistero che circonda un brillante quasar, con una lente gravitazionale e molto oscurata.

Questo oggetto celeste è una galassia attiva che emette enormi quantità di energia a causa di un materiale che divora un buco nero. Trovare un oggetto con una lente gravitazionale, facendolo apparire più luminoso e più grande, è raro.

Sebbene al momento siano noti poco più di 200 quasar di lenti nascoste, pochi sono stati scoperti, poiché il buco nero che lo alimenta agita gas e polvere, nascondendo il quasar e rendendo difficile il rilevamento nelle indagini sulla luce visibile.

Nonostante i quasar siano spesso molto distanti, gli astronomi sono in grado di rilevarli attraverso le lenti gravitazionali, un fenomeno che funge da lente d’ingrandimento della natura. Ciò si verifica quando una galassia più vicina alla Terra si comporta come una lente e rende il quasar dietro di essa ancora più luminoso.

L’anello di Einstein

Il campo gravitazionale della galassia più vicina distorce lo spazio, curvando e amplificando la luce dal quasar sullo sfondo. Se l’allineamento è corretto, questo crea un cerchio di luce chiamato anello di Einstein, previsto da Albert Einstein nel 1936. Le lenti gravitazionali faranno apparire più immagini dell’oggetto di sfondo attorno all’oggetto in primo piano.

La coppia di astronomi non solo ha scoperto un quasar di questo tipo, ma ha anche scoperto che l’oggetto è il primo anello di Einstein scoperto, chiamato MG 1131 + 0456, osservato nel 1987. Sebbene ampiamente studiato, la distanza dal quasar è rimasta un mistero.

“Man mano che abbiamo approfondito, siamo rimasti sorpresi dal fatto che una fonte così famosa e brillante non avesse mai misurato la sua distanza“, ha dichiarato Daniel Stern, scienziato senior presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA e autore dello studio. “Allontanarsi è un primo passo necessario per tutti i tipi di studi aggiuntivi, come l’utilizzo dell’obiettivo come strumento per misurare la storia di espansione dell’Universo e come sonda per la materia oscura“.

Stern e il coautore Dominic Walton, ricercatore della STFC Ernest Rutherford presso il Cambridge Institute of Astronomy, sono i primi a calcolare la distanza del quasar a 10 miliardi di anni luce di distanza. Walton e Stern sono stati in grado di determinare con precisione la massa della galassia e utilizzare i dati di Chandra per confermare con fermezza l’oscura natura del quasar, determinando la quantità di gas esistente tra noi e le sue regioni luminose centrali.

Questo studio è stato pubblicato questo mese sulla rivista scientifica The Astrophysical Journal. “Il nostro prossimo passo è trovare quasar con obiettivi ancora più oscurati rispetto alla MG 1131 + 0456“, ha detto Walton. “Trovare questi aghi sarà ancora più difficile, ma sono là fuori, in attesa di essere scoperti. Queste gemme cosmiche possono fornire una comprensione più profonda dell’Universo, comprese ulteriori informazioni su come i buchi neri supermassicci crescono e influenzano l’ambiente“.