L’astronomo italiano Bruno Altieri ha identificato un perfetto esempio di lente gravitazionale forte.
La missione Euclid dell’ESA è stata lanciata il 1° luglio 2023 da Cape Canaveral, in Florida, a bordo di uno SpaceX Falcon 9. Il telescopio spaziale è stato progettato per creare una mappa di più di un terzo del cielo, osservando miliardi di galassie fino a 10 miliardi di anni luce.
In sei anni, Euclid esplorerà l’espansione dell’universo e l’evoluzione della struttura nel corso della storia cosmica, rivelando dettagli sul ruolo della gravità e sulla natura dell’energia oscura e della materia oscura.
Prima che il telescopio potesse cominciare la sua indagine, il team di scienziati ed ingegneri sulla Terra ha dovuto verificare che tutto funzionasse correttamente. Durante questa fase di test, nel settembre 2023, Euclid ha inviato alcune immagini di calibratura e sebbene fossero volutamente fuori fuoco, in una di esse lo scienziato Bruno Altieri ha notato l’indizio di una presenza speciale ed ha deciso di approfondire l’analisi.
L’astronomo, particolarmente interessato al lensing gravitazionale, ha immediatamente riconosciuto un raro caso di questo evento che si verifica quando la luce proveniente da una galassia lontana, durante il suo viaggio verso il telescopio, attraversa il campo gravitazionale di un’altra galassia che s’interpone lungo la linea di vista tra l’osservatore e la sorgente.
La galassia lente deforma lo spaziotempo con la sua gravità, deviando i raggi di luce della sorgente.
Se la sorgente di fondo, la galassia lente e il telescopio sono quasi perfettamente allineati, l’effetto appare circolare ed è chiamato Anello di Einstein il cui raggio dipende dalla massa della galassia lente e dalle distanze coinvolte.
Questo fenomeno è previsto dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein che descrive come la gravità curva lo spaziotempo e devia la luce.
L’Anello di Einstein trovato è un esempio di lensing gravitazionale forte nascosto in bella vista nella galassia NGC 6505, avvistata per la prima volta nel 1884, a circa 590 milioni di anni luce dalla Terra, una distanza relativamente breve, ma l’individuazione è stata permessa solo dagli strumenti ad alta risoluzione di Euclid.
La galassia di fondo si trova invece a 4,42 miliardi di anni luce di distanza, non era mai stata avvistata prima e non ha ancora un nome.
Conor O’Riordan, del Max Planck Institute for Astrophysics (MPA) in Germania e autore principale del primo articolo scientifico dedicato all’anello, ha commentato che gli scienziati hanno avuto a disposizione un’elevata qualità di dati, grazie alle ripetute indagini di Euclid dello stesso campo registrate dagli strumenti VIS (Visible Imager) e NISP (Near-Infrared Spectrometer and Photometer).
VIS è un sensore a grande formato, con 609 milioni di pixel che coprono un campo visivo di 0,57 gradi quadrati (quasi tre volte l’area apparente della Luna piena nel cielo). La risoluzione angolare di 0,1 secondi d’arco per pixel consente di ottenere immagini ad alta risoluzione nel visibile.
La modellazione della luce dell’anello è stata realizzata con un livello di precisione senza precedenti grazie a PRONTO, un codice avanzato per il lensing gravitazionale sviluppato presso l’MPA.
Finora erano note meno di 1.000 lenti gravitazionali forti e si prevede che Euclid ne troverà circa 100.000.
Sebbene questo Anello di Einstein sia sbalorditivo, il compito principale della missione è la ricerca degli effetti più sottili della lente gravitazionale debole, in cui le galassie di fondo appaiono solo leggermente allungate o spostate, ma sono indispensabili per mappare la materia oscura su larga scala.
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Immagine: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, elaborazione delle immagini di Tian Li
ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li
Infografica: ESA
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