Nel dicembre 2020, il team ESA/Hubble ha pubblicato una spettacolare vista catturata dal telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA di uno dei più completi anelli di Einstein mai scoperti. Questa osservazione è stata utilizzata per sviluppare un modello di lente per studiare le proprietà fisiche delle galassia evidenziata dalla lente gravitazionale. L’anello di Einstein in questione, rinominato “Molten Ring” (“anello fuso”), è il più grande e uno dei più completi anelli di Einstein mai scoperti.
Teorizzati per la prima volta da Einstein nella sua teoria della relatività generale, la forma insolita di questo oggetto può essere spiegata da un processo chiamato lente gravitazionale, che fa sì che la luce proveniente da lontano venga piegata e attirata dalla gravità di un oggetto tra la sua fonte e l’osservatore. In questo caso, la luce della galassia retrostante è stata distorta nella curva che si può osservare dalla gravità del cluster di galassie che si trova davanti ad essa. L’allineamento quasi perfetto della galassia retrostante con il centro del cluster di galassie (al centro dell’immagine) ha deformato e ingrandito l’immagine della galassia retrostante in un anello quasi perfetto.
Ora un team di astronomi europei ha utilizzato un set di dati a lunghezze d’onda multiple, che include input dal telescopio spaziale Hubble, per studiare in dettaglio questo anello di Einstein. I dati d’archivio dello strumento FORS del Very Large Telescope (VLT) dell’ESO (European Southern Observatory) hanno determinato il valore dello spostamento verso il rosso (redshift) della galassia evidenziata dalla lente. Il team ha calcolato il fattore di amplificazione, che è un effetto importante delle lenti gravitazionali. Questo ha permesso al team di studiare le proprietà fisiche intrinseche della galassia sotto la lente gravitazionale.
Di particolare interesse è la determinazione della distanza della galassia, che dimostra che la sua luce ha viaggiato per circa 9,4 miliardi di anni luce. “La rilevazione di gas molecolare, dal quale nascono nuove stelle, ci ha permesso di calcolare il redshift preciso e di conseguenza, questo ci dà la certezza del fatto che stiamo guardando una galassia molto lontana”, ha spiegato Nikolaus Sulzenauer, dottorando al Max Plank Institute for Radio Astronomy in Germania e membro del team di investigazione.
Inoltre, il team ha determinato che il fattore di ingrandimento è 20, che rende la capacità di osservazione del telescopio Hubble equivalente a quella di un telescopio di 48 metri. Questo è più grande dei telescopi estremamente grandi attualmente progettati.
La ricerca ha dimostrato che la galassia evidenziata dalla lente gravitazionale “è una normale galassia a formazione stellare al periodo di picco della formazione stellare nell’universo”, ha spiegato Helmut Dannerbauer dell’Istituto di Astrofisica delle Canarie e membro del team. “Possiamo vedere chiaramente le braccia a spirale e il bulge centrale nelle immagini di Hubble. Questo ci aiuterà a comprendere meglio la formazione stellare nelle galassie lontane, utilizzando osservazioni pianificate”, ha concluso Susana Iglesias-Groth dell’Istituto di Astrofisica delle Canarie e membro del team.
