Un team di ricercatori ha scoperto un sistema di lenti gravitazionali straordinariamente allineate, denominato lente Carousel, che comprende una configurazione unica di galassie che si estendono per miliardi di anni luce.
Questa scoperta, supportata dai dati del telescopio spaziale Hubble della NASA e dai DESI Legacy Imaging Surveys, fornisce una visione senza precedenti della struttura dell’Universo, ampliando la nostra comprensione della materia oscura e dell’energia oscura.
Scoperta della lente Carousel
In una scoperta rara e straordinaria, gli astronomi hanno identificato una configurazione unica di galassie che formano la lente gravitazionale più squisitamente allineata finora trovata. La lente Carousel è un enorme sistema di lenti gravitazionali su scala di cluster che consentirà ai ricercatori di approfondire i misteri del Cosmo, tra cui la materia oscura e l’energia oscura.
David Schlegel, coautore dello studio e scienziato senior della Divisione di fisica del Berkeley Lab, ha dichiarato: “Questo allineamento cosmico è il risultato di una combinazione improbabile di eventi, paragonabile alla casualità di trovare otto aghi perfettamente allineati in un pagliaio. L’allineamento di così tante galassie lungo una singola linea di vista, che copre una vasta porzione dell’universo osservabile, è un evento estremamente raro”.
Dettagli della lente Carousel
La lente Carousel è un allineamento costituito da un ammasso di galassie in primo piano (la “lente”) e sette galassie sullo sfondo che abbracciano immense distanze cosmiche e sono viste attraverso lo spazio-tempo distorto gravitazionalmente attorno alla lente. Come riportato nell’immagine qui sotto:
L’ammasso di lenti gravitazionali, situato a 5 miliardi di anni luce dalla Terra, è evidenziato dalle sue quattro galassie più luminose e massicce (indicate da La, Lb, Lc e Ld), che costituiscono il primo piano dell’immagine.
Sette galassie uniche (numerate da 1 a 7) appaiono attraverso la lente. Sono situate molto più in là, a distanze da 7,6 a 12 miliardi di anni luce dalla Terra, avvicinandosi al limite dell’universo osservabile.
Le ripetute apparizioni di ogni galassia (indicate dall’indice di ogni numero in lettere, ad esempio dalla a alla d) mostrano differenze di forma che sono curve e allungate in molteplici iterazioni di “specchi deformanti” causate dallo spazio-tempo deformato attorno alla lente.
Di particolare interesse è la scoperta di una Croce di Einstein, la più grande finora conosciuta, mostrata nelle molteplici apparizioni della galassia numero 4 (indicate da 4a, 4b, 4c e 4d). Questa rara configurazione di immagini multiple attorno al centro della lente è un’indicazione della distribuzione simmetrica della massa della lente (dominata dalla materia oscura invisibile) e svolge un ruolo chiave nel processo di modellazione della lente.
Lente Carousel: approfondimenti dal processo di ricerca
La luce che viaggia da uno spazio molto lontano può essere ingrandita e curvata mentre attraversa lo spazio-tempo distorto gravitazionalmente di galassie o ammassi di galassie più vicine. In rari casi, una configurazione di oggetti si allinea quasi perfettamente per formare una forte lente gravitazionale.
Utilizzando un’abbondanza di nuovi dati dai Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Legacy Imaging Surveys, recenti osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA e il supercomputer Perlmutter presso il National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), il team di ricerca ha basato i propri studi precedenti (a maggio 2020 e febbraio 2021) per identificare probabili candidati per lenti forti, gettando le basi per l’attuale scoperta.
Xiaosheng Huang, coautore dello studio e membro del Supernova Cosmology Project del Berkeley Lab, nonché professore di fisica e astronomia presso l’Università di San Francisco, ha spiegato: “Il nostro team ha cercato lenti potenti e modellato i sistemi più preziosi. La lente Carousel è un incredibile allineamento di sette galassie in cinque raggruppamenti che si allineano quasi perfettamente dietro la lente dell’ammasso in primo piano”.
Ed ha cocluso: “Quando appaiono attraverso la lente, le immagini multiple di ciascuna delle galassie sullo sfondo formano modelli circolari approssimativamente concentrici attorno alla lente in primo piano, come in una giostra. È una scoperta senza precedenti e il modello computazionale generato mostra una prospettiva altamente promettente per la misurazione delle proprietà del cosmo, comprese quelle della materia oscura e dell’energia oscura”.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal.
