La gravità è la strana e misteriosa colla che tiene insieme l’Universo. Ci permette anche, attraverso l’anello di Einstein, di sfruttare il modo in cui deforma lo spazio-tempo per vedere oggetti distanti che altrimenti sarebbero molto più difficili da distinguere.
Questo fenomeno, previsto da Einstein quasi un secolo prima che potessimo confermarlo, è chiamato lente gravitazionale, ed è splendidamente illustrato in una nuova immagine ripresa dal telescopio spaziale Hubble.
Al centro dell’immagine (sotto) c’è un anello lucido e quasi perfetto con quelli che sembrano essere quattro punti luminosi infilati lungo di esso, che si avvolgono attorno ad altri due punti con un bagliore dorato.
(ESA/Hubble e NASA, T. Treu; Ringraziamento: J. Schmidt)
L’utilità dell’anello di Einstein in astronomia
Questo è ciò che chiamiamo anello di Einstein e quei punti luminosi non sono sei galassie, ma tre: le due al centro dell’anello e un quasar dietro di esso, la cui luce distorta e ingrandita dal passaggio attraverso il campo gravitazionale delle due in primo piano crea le 4 luci sull’anello che non sono altro che riflessi del quasar nascosto dietro le due galassie centrali.
Poiché la massa delle due galassie in primo piano è così elevata, ciò provoca una curvatura gravitazionale dello spazio-tempo attorno alla coppia. Qualsiasi luce che attraversi questo spazio-tempo segue la sua curvatura ed entra nei nostri telescopi imbrattata e distorta, ma anche ingrandita.
Illustrazione della lente gravitazionale. ( NASA, ESA e L. Calçada )
Questo, a quanto pare, l’anello di Einstein è uno strumento davvero utile per sondare sia i confini lontani che quelli vicini dell’Universo. Qualsiasi cosa con una massa sufficiente può agire come una lente gravitazionale. Ciò può significare una o due galassie, come vediamo qui, o anche enormi ammassi di galassie, che producono un meraviglioso disordine di macchie di luce derivate dai numerosi oggetti dietro di loro.
Gli astronomi che scrutano nello spazio profondo possono ricostruire, grazie all’effetto che genera l’anello di Einstein, queste macchie e immagini replicate per vedere in modo molto più dettagliato le galassie lontane così riprese.
Ma non è tutto ciò che le lenti gravitazionali possono fare. La forza di una lente dipende dalla curvatura del campo gravitazionale, che è direttamente correlata alla massa attorno alla quale si curva.
Quindi le lenti gravitazionali possono permetterci di pesare galassie e ammassi di galassie, che a loro volta possono aiutarci a trovare e mappare la materia oscura, la misteriosa e invisibile fonte di massa che genera gravità aggiuntiva che non può essere spiegata dalle cose nell’Universo che noi riusciamo effettivamente a rilevare.
Un po’ più vicino a casa, l’anello di Einstein non genera normali lenti gravitazionali, ma microlenti, per essere più precisi, che possono aiutarci a trovare oggetti all’interno della Via Lattea che altrimenti sarebbero troppo scuri per essere visti, come i buchi neri di massa stellare.
Con questo sistema gli astronomi sono riusciti a rilevare esopianeti vagabondi – pianeti solitari che non sono legati ad una stella ospite, che vagano per la galassia, freddi e soli – dall’ingrandimento che si verifica quando tali esopianeti passano tra noi e le stelle lontane. E hanno persino usato il microlensing gravitazionale per rilevare esopianeti in altre galassie.
È piuttosto strano quello che l’Universo ha nelle maniche gravitazionali.
È possibile scaricare una versione in formato carta da parati dell’immagine sopra dal sito Web dell’ESA.