Los astrónomos ven la luz con un retraso de casi 7 años, ya que está distorsionada por un cúmulo de galaxias: ScienceAlert

En 1979, los astrónomos detectaron dos cuásares casi idénticos que aparecieron uno cerca del otro en el cielo. Estos llamados «quásares gemelos» son en realidad imágenes separadas del mismo objeto.

Aún más intrigante: los caminos de luz que crearon cada imagen atravesaron diferentes partes del grupo. Un camino tomó un poco más de tiempo que el otro.

Esto significó que un parpadeo en una imagen del cuásar ocurrió 14 meses después en la otra.

¿La razón? La distribución de masa del cúmulo formó una lente que distorsionó la luz y afectó significativamente ambos caminos.

Un avance rápido hasta 2022. Un equipo de astrónomos de la Universidad de Valencia ha informado sobre su estudio de un efecto similar con otro cuásar distante.

Pasaron 14 años midiendo un retraso aún mayor entre múltiples imágenes de su quásar objetivo: 6,73 años, el más largo jamás detectado por una lente gravitacional.

Galaxy cluster SDSS J1004+4112 juega un papel en el retraso. La combinación de galaxias y materia negra en el cúmulo realmente enreda la luz del cuásar a medida que pasa.

Esto hace que la luz viaje por diferentes caminos a través de la lente gravitatoria. El resultado es el mismo extraño efecto retardado.

Imagen del Hubble de SDSS J1004+4112 con anotaciones que muestran imágenes de lentes del cuásar distante, así como otros objetos de lentes. (ESA/Hubble; NASA; K. Sharon/Universidad de Tel Aviv; E. Ofek/Caltech)

«Las cuatro imágenes del quásar que observamos en realidad corresponden a un solo quásar cuya luz se desvía hacia nosotros por el campo gravitatorio del cúmulo de galaxias», dijo José Antonio Muñoz Lozano, profesor del Departamento de Astronomía y Astrofísica y director del Observatorio Astronómico de la Universidad de Valencia.

“Siendo diferente la trayectoria que siguen los rayos de luz para formar cada imagen, los observamos en momentos diferentes; en este caso, la señal que observamos en la primera imagen tarda 6,73 años en reproducirse en la cuarta. a.»

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El Sloan Digital Sky Survey descubrió por primera vez el clúster SDSS J1004+4112. El Telescopio Espacial Hubble lo fotografió en 2006. Fue la primera imagen de un solo cuásar con su luz dividida en cinco imágenes por lente.

Una guía gráfica rápida de la lente de un cuásar

lente gravitacionalcrea un efecto óptico cuando la luz pasa a través de una región del espacio con una fuerte influencia gravitacional.

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Cómo las lentes gravitacionales ‘desvían’ la luz de un quásar distante mientras viaja a través de un cúmulo de galaxias. (NASA/ESA, K.Sharon (Universidad de Tel Aviv), E. Ofek (CalTech))

¿Qué les dicen los retrasos a los astrónomos?

El retraso observado ofrece algunas pistas interesantes sobre los grupos de lentes ante los astrónomos. Los cúmulos de galaxias son sorprendentemente masivos y son las estructuras gravitacionales más grandes que conocemos en el universo. Algunos contienen miles de galaxias.

La gravedad combinada de las galaxias y la materia oscura mezclada en el cúmulo puede enredar la luz de objetos más distantes cuando pasa a través o cerca del cúmulo. Resulta que la masa de todas las «cosas» en el grupo está distribuida de manera desigual. Esto puede afectar el camino de la luz a través del grupo.

Así que los astrónomos necesitan todos los datos que puedan obtener sobre la distribución de la materia en un cúmulo. Esto incluye la materia oscura. Todo esto les ayuda a comprender cómo afecta el camino de la luz de un cuásar distante.

“La medición de estos retardos de tiempo ayuda a comprender mejor las propiedades de las galaxias y los cúmulos de galaxias, su masa y su distribución, además de aportar nuevos datos para la estimación de la constante de Hubble“, dijo Lozano.

Comprender la distribución de masa en grupos de lentes

Además de la distribución masiva, los datos de observación también ayudan a comprender otras características del grupo de lentes, dijo Raquel Fores Toribio, estudiante de posdoctorado en la universidad.

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«En particular, fue posible limitar la distribución de la materia oscura en la región interna del cúmulo, ya que el efecto de lente es sensible no solo a la materia ordinaria sino también a la materia oscura», dijo.

Agregó que calcular el lapso de tiempo también permite otros descubrimientos, incluida la distribución de estrellas y otros objetos en el área del espacio entre las galaxias del cúmulo.

Además, ayudará a los astrónomos a calcular el tamaño del disco de acreción del cuásar distante.

Un artículo publicado recientemente describe el uso que hace el equipo de nuevas curvas de luz para las cuatro imágenes de luz del sistema de lentes gravitacionales SDSS J1004+4112.

Las observaciones se realizaron durante 14,5 años en el telescopio de 1,2 metros ubicado en el Observatorio Fred Lawrence Whipple (FLWO, EE. UU.), en colaboración con científicos de la Universidad Estatal de Ohio (EE. UU.).

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. léelo artículo original.

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