Ciencias

Objeto Hamilton: el Hubble observa una configuración única de lentes gravitacionales

Los astrónomos han descubierto una configuración de lente gravitacional inusual, denominada ‘Objeto Hamilton’, que consta de dos imágenes de una galaxia espiral irregular en una configuración de pliegue y una tercera imagen resuelta de la misma galaxia espiral, que juntas crean una configuración de cúspide tangencial.

Esta instantánea del Hubble muestra tres imágenes ampliadas de una galaxia distante incrustada en un cúmulo de galaxias llamado SDSS J223010.47-081017.8. Crédito de la imagen: NASA / ESA / Hubble / Richard E. Griffiths, University of Hawaii / Jenny Wagner, University of Heidelberg / Joseph DePasquale, STScI.

En imágenes tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, el astrónomo de la Universidad Estatal de Shawnee, Timothy Hamilton, y sus colegas descubrieron que la inmensa gravedad de un cúmulo de galaxias intermedio sin catalogar en primer plano estaba distorsionando el espacio, magnificando, iluminando y magnificando la imagen de un galaxia distante detrás de él.

Aunque la investigación del Hubble revela muchas de estas distorsiones del espejo de la casa de la diversión causadas por lentes gravitacionales, este objeto fue excepcionalmente desconcertante.

En este caso, una alineación precisa entre una galaxia de fondo y un cúmulo de galaxias en primer plano produce copias gemelas ampliadas de la misma imagen de la galaxia remota.

Este raro fenómeno ocurre porque la galaxia de fondo se extiende a través de una ondulación en la estructura del espacio.

Esta ondulación es un área de mayor aumento, causada por la gravedad de densas cantidades de materia oscura, el pegamento invisible que constituye la mayor parte de la masa del Universo.

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A medida que la luz de la galaxia distante atraviesa el cúmulo a lo largo de esta ondulación, se producen dos imágenes en espejo, junto con una tercera imagen que se puede ver al lado.

“Nos quedamos realmente atónitos”, dijo el Dr. Hamilton, coautor de uno papel publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

El raro fenómeno no era muy conocido cuando descubrió extrañas características lineales en 2013.

Mientras miraba a través de las imágenes de los quásares, vio imágenes de espejo y rayas paralelas. Nunca antes había visto algo así, y tampoco los otros miembros del equipo.

Así que los astrónomos comenzaron su búsqueda para resolver el misterio de estas tentadoras líneas rectas, más tarde apodado el Objeto de Hamilton por su descubridor.

Utilizando datos de Sloan Digital Sky Survey (SDSS), encontraron que un grupo en primer plano que causaba la lente residía en la misma área que las imágenes ampliadas, pero no aparecía en ninguna encuesta catalogada.

Sin embargo, el hecho de que las imágenes extrañas estuvieran en el centro de un cúmulo dejó en claro al equipo que el cúmulo estaba produciendo las imágenes con lentes.

El siguiente paso fue determinar si las tres imágenes de lentes estaban a la misma distancia y, por lo tanto, eran todos retratos distorsionados de la misma galaxia distante.

Las mediciones espectroscópicas con los observatorios Gemini y WM Keck en Hawai ayudaron a los investigadores a hacer esta confirmación, mostrando que las imágenes de la lente eran de una galaxia ubicada a más de 11 mil millones de años luz de distancia.

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La galaxia remota, basada en una reconstrucción de la imagen de la tercera lente, parece ser una espiral con punta barrada con formación continua de estrellas.

También encontraron que el cúmulo de primer plano, conocido como SDSS J223010.47-081017.8, reside a más de 7 mil millones de años luz de distancia.

“Esta lente gravitacional es muy diferente de la mayoría de las lentes que han sido estudiadas antes por Hubble, particularmente en la encuesta de racimo Hubble Frontier Fields”, dijo el autor principal, el Dr. Richard Griffiths, astrónomo de la Universidad de Hawai.

“No es necesario mirar estos grupos durante mucho tiempo para encontrar muchos lentes. En este objeto, esta es la única lente que tenemos. Y ni siquiera sabíamos sobre el clúster al principio. “

Según el equipo, dado que la configuración del pliegue muestra características de brillo de la superficie muy distintas, las observaciones de seguimiento de microlentes o las investigaciones detalladas de las características de brillo de la superficie individual a una resolución más alta pueden arrojar luz sobre las propiedades de la misteriosa materia oscura.

“Es genial que solo necesitemos dos imágenes en espejo para obtener la escala de cuán pegajosa o no puede ser la materia oscura en estas posiciones”, dijo la coautora Dra. Jenny Wagner, astrofísica de la Universidad de Heidelberg.

“Aquí, no usamos ningún modelo de lente. Simplemente tomamos los observables de múltiples imágenes y el hecho de que pueden transformarse entre sí. Se pueden plegar con nuestro método. Esto ya nos da una idea de cuán blanda debe ser la materia oscura en estas dos posiciones. “

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Richard E. Griffiths et al. 2021. Objeto de Hamilton – una galaxia torpe que se extiende sobre la cáustica gravitacional de un cúmulo de galaxias: restricciones sobre la agrupación de materia oscura. MNRAS 506 (2): 1595-1608; doi: 10.1093 / mnras / stab1375

Prudencia Febo

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