Una lontana galassia, risalente a un’epoca in cui l’universo stava attraversando un “baby boom”, è stata studiata dagli astronomi grazie al fenomeno dell’Anello di Einstein.
La sorprendente e insolita parata cosmica si verifica quando il campo gravitazionale di un oggetto enorme distorce lo spazio e devia la luce da un oggetto dietro di esso.
Albert Einstein lo predisse per la prima volta nel 1915 e l’ultima osservazione fu a 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra nella costellazione meridionale di Fornax, Furnace.
Il fenomeno appare sotto forma di un cerchio con punti luminosi al centro ed è stato osservato per la prima volta dagli astronomi utilizzando il telescopio spaziale Hubble nel dicembre dello scorso anno.
Un team dell’Universidade Politécnica de Cartagena a Murcia, in Spagna, ha effettuato una nuova analisi dell’immagine di Hubble per comprendere la galassia dietro l’anello.
Hanno scoperto che la luce della galassia ha nove miliardi di anni, il che indica che è sorta quando l’universo aveva solo cinque miliardi di anni e stava attraversando un “baby boom” per formare nuove galassie e stelle.
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La sorprendente e insolita parata cosmica si verifica quando il campo gravitazionale di un oggetto enorme distorce lo spazio e devia la luce da un oggetto dietro di esso
L’anello di Einstein è un effetto di lente gravitazionale, una “grande illusione” universale che è stata proposta come parte della legge della relatività generale.
Più di un secolo fa, Einstein disse che se la gravità distorce lo spazio come lo stiramento e la torsione di un foglio di gomma, le conseguenze sarebbero che le immagini di oggetti distanti potrebbero essere ingrandite, illuminate e distorte in giocose visioni speculari.
Questo perché la sua luce sarà piegata mentre viaggia attraverso il tessuto invisibile dello spazio e talvolta passa attraverso “pozzi” gravitazionali formati da masse di oggetti che intralciano il percorso della luce verso la Terra.
Vedere l’illusione stessa richiede potenti telescopi, come il telescopio spaziale Hubble, lanciato per la prima volta nell’agosto 1990.
L’anello di Einstein è una delle manifestazioni più sorprendenti di questo fenomeno: appare come un anello luminoso simile a una ciambella.
L’esempio più recente, visto da Hubble nel 2020, è catalogato come GAL-CLUS-022058 e gli astronomi lo hanno soprannominato “anello fuso”.
L’effetto lente crea più immagini del contenuto di una galassia lontana, ingrandendo la luce in modo che appaia sfumata in un arco.
La luce di questa lontana galassia ha impiegato nove miliardi di anni per raggiungere la Terra, ma gli ingrandimenti offrono agli astronomi uno sguardo ravvicinato nel lontano passato.
Il tasso estremamente elevato di formazione stellare nelle prime galassie più luminose e molto polverose ha causato la formazione di stelle a un ritmo mille volte più veloce di quello che si verifica all’interno della nostra galassia, portando l’era a essere soprannominata un “baby boom” nell’universo.
Questo è un riferimento al baby boom avvenuto nel secondo dopoguerra, che ha dato origine a un’intera generazione nata tra il 1946 e il 1964 per essere chiamata baby boomer.
Questo potrebbe aiutare a spiegare il rapido accumulo delle attuali galassie ellittiche giganti, secondo il team che lavora con il telescopio spaziale Hubble.
L’effetto dell’obiettivo in questa immagine ha ingrandito la galassia lontana di un fattore 20, il che ha aumentato l’obiettivo di Hubble a un’apertura di 48 metri, rispetto ai soliti 2,4 metri.
Gli effetti dell’obiettivo creano anche più aspetti attorno all’arco curvo di una singola galassia ingrandente sullo sfondo, rendendolo visibile in più forme.
Un team dell’Universidade Politécnica de Cartagena a Murcia, in Spagna, ha effettuato una nuova analisi dell’immagine di Hubble per comprendere la galassia dietro l’anello.
Per ricavare le proprietà fisiche della galassia, gli astronomi hanno dovuto modellare con precisione gli effetti della lente sull’immagine della galassia.
Il ricercatore principale Anastasio Diaz-Sánchez ha spiegato che “un tale modello può essere ottenuto solo attraverso l’imaging di Hubble”, aggiungendo che “In particolare, Hubble ci ha aiutato a identificare le quattro immagini ripetute e le masse stellari della galassia con lenti”.
L’osservazione iniziale di Hubble è stata eseguita per la prima volta da Saurabh Jha della New Jersey State University.
Questa visione cosmica, formalmente nota come lente gravitazionale, fu predetta dal famoso fisico Albert Einstein nel 1915.
L’obiettivo scientifico del suo team era utilizzare l’immagine nitida di Hubble per rivelare la struttura complessa e dettagliata degli archi anulari.
Gli esperti sono stati in grado di testare la sua teoria della relatività generale all’interno del sistema solare e dimostrare che il lavoro pionieristico di Einstein è sotto esame.
Thomas Collette dell’Istituto Cosmologia e gravità dell’Università di Portsmouth, che ha scoperto un altro anello di Einstein nel 2018, ha detto in affermazione: La relatività generale prevede che gli oggetti massicci distorcano lo spaziotempo.
Ciò significa che quando la luce passa vicino a un’altra galassia, il percorso della luce viene deviato.
Se due galassie sono allineate lungo la nostra linea di vista, potrebbe verificarsi un fenomeno chiamato lente gravitazionale forte, in cui vediamo più immagini della galassia di sfondo.
Se conosciamo la massa della galassia in primo piano, la quantità di separazione tra le molteplici immagini ci dice se la relatività generale è la teoria corretta della gravità su scale galattiche.
Sono note poche centinaia di lenti gravitazionali potenti, ma la maggior parte di esse è troppo lontana dal misurare accuratamente la propria massa.
La teoria della relatività generale di Einstein
Albert Einstein (nella foto) pubblicò la sua teoria della relatività generale nel 1915
Nel 1905, Albert Einstein decise che le leggi della fisica erano le stesse per tutti gli osservatori non acceleranti e che la velocità della luce nel vuoto era indipendente dal moto di tutti gli osservatori, nota come relatività speciale.
Questo lavoro pionieristico ha fornito un nuovo quadro per tutta la fisica e ha proposto nuovi concetti di spazio e tempo.
Trascorse quindi 10 anni cercando di includere l’accelerazione nella teoria, pubblicando infine la sua teoria della relatività generale nel 1915.
Ciò ha determinato che gli oggetti massicci causano una distorsione dello spaziotempo, avvertita dalla gravità.
Nella sua forma più semplice, può essere pensato come un gigantesco foglio di gomma con una palla da bowling nel mezzo.
Nella foto sono riportati i documenti storici originali relativi alla previsione di Einstein dell’esistenza delle onde gravitazionali, mostrati presso l’Università Ebraica di Gerusalemme.
Mentre la palla avvolge le piastre, il tessuto spazio-temporale del pianeta si piega, creando una forza che percepiamo come gravità.
Tutto ciò che si avvicina al corpo cade verso di esso a causa dell’impatto.
Einstein predisse che se due oggetti massicci si fossero uniti, avrebbero creato un’enorme increspatura nello spazio-tempo che poteva essere rilevata sulla Terra.
Di recente è apparso nel film di successo Interstellar.
In una clip che ha visto l’equipaggio visitare un pianeta all’interno della presa gravitazionale di un enorme buco nero, l’evento ha rallentato drasticamente il tempo.
I membri dell’equipaggio su questo pianeta stanno a malapena invecchiando mentre quelli a bordo erano più vecchi di decenni al loro ritorno.
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