En julio de 2022, fue lanzado Telescopio espacial James Webb (JWST) – El telescopio más poderoso que la humanidad haya puesto en el espacio – Ella entregó su primera foto., una imagen de campo profundo que contiene miles de galaxias, muchas de las cuales se ven tal como eran en el universo primitivo. Lo que mucha gente no esperaba era cómo resultarían algunas de estas extrañas y retorcidas galaxias.
Las galaxias de Salvador Dalí que parecen caramelos derretidos no son representativas de cómo se ven estos objetos en el espacio; Es una ilusión en las imágenes JWST. Otro aspecto sorprendente de las imágenes JWST, como Uno tomado del supercúmulo RX J2129, Es que varias galaxias aparecen en múltiples puntos en una misma imagen. Una vez más, esto es una ilusión. Estas galaxias en realidad no tienen doppelgängers exactamente.
¿Cómo es esto posible? Estos dos aspectos distintos de las imágenes JWST son el resultado del mismo fenómeno, llamado lente gravitacional. Predicho por primera vez hace más de 100 años por Albert EinsteinLas lentes gravitatorias se han convertido en una herramienta importante para los astrónomos gracias al trabajo delupa. Estas galaxias repetitivas distorsionadas son todos ejemplos de objetos con lentes gravitacionales.
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¿Qué es la lente gravitatoria?
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La lente gravitacional es un fenómeno predicho por la teoría de Einstein relatividad generallo que sugiere que gravedad Emerge del efecto de los cuerpos con masa en el tejido del espacio y el tiempo, uniéndose como una sola entidad llamada espacio-tiempo.
Piense en una tabla de goma elástica con bolas de diferentes masas colocadas sobre ella. Cuanto mayor es la masa de la pelota, más se envuelve alrededor de la lámina de goma. Lo mismo es cierto para los objetos con mucha masa que se encuentran en el tejido del espacio-tiempo: cuanto mayor es la masa, más se deforma el objeto del espacio-tiempo, por cosas como galaxias y cúmulos de galaxias que causan una severa distorsión del espacio-tiempo. Este efecto se vuelve realmente interesante cuando la luz de un objeto de fondo, como una estrella o una galaxia, atraviesa esta deformación.
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La luz viaja en línea recta, independientemente de que el espacio por el que pasa esté distorsionado. Al deformar el espacio con la masa, la luz que proviene de una fuente distante se «dobla». Como resultado, cuando la luz golpea Tierrahace que el objeto de fondo parezca estar en un lugar diferente en el cielo.
En situaciones de deformación extrema, cuando el objeto entre la Tierra y la fuente de fondo es masivo, la luz toma diferentes caminos alrededor del objeto, todos ellos curvados en diversos grados. Esto cambia la longitud del camino que toma la luz para llegar a nosotros en diversos grados y, por lo tanto, su tiempo de llegada. Esto significa que el objeto de la lente puede aparecer en múltiples puntos en una sola exposición. Esto puede dar lugar a algunas formas interesantes, como cruces o, en el caso de una lente con simetría perfecta, un anillo de luz llamado «anillo de Einstein», todo compuesto de iteraciones repetidas del mismo objeto.
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Los cúmulos de galaxias tienen una forma «desordenada», ya que los cúmulos carecen de una distribución central, por lo que cuando actúan como objetos intermedios o de lente, la lente no es perfecta. Según la Agencia Espacial Europea (Se abre en una nueva pestaña). Esto hace que el objeto de la lente aparezca distorsionado como arcos alrededor del cúmulo de galaxias lenticulares, como se ve en la imagen de campo profundo de JWST.
Sin embargo, estos objetos lenticulares son más que una simple curiosidad visual. Las lentes gravitacionales pueden ser útiles para los astrónomos de varias maneras.
Las lentes gravitacionales no solo distorsionan la luz de un objeto de fondo; De hecho, puede amplificar esta luz, mejorando así la luz muy tenue de objetos extremadamente distantes, como las galaxias primitivas. Como resultado, las lentes gravitatorias son vitales para la investigación del universo primitivo por parte de JWST.
Además, los patrones que crean los objetos lenticulares a medida que pasa la luz pueden revelar mucho sobre ese objeto, la nasa explica (Se abre en una nueva pestaña). Por ejemplo, las lentes gravitacionales pueden revelar cómo se distribuye la materia en los cúmulos de galaxias y las galaxias.
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Fuentes adicionales
Explore las lentes gravitacionales con más detalle con estos Recursos de la NASA (Se abre en una nueva pestaña). El Laboratorio Nacional de Aceleradores de Fermi también ha producido una útil demostración en video de lentes gravitacionales. Canal de YouTube de Fermilab (Se abre en una nueva pestaña).
índice
Kelly, B. (2023, 28 de febrero). Visión triple. ESA/Webb, NASA y CSA. https://esawebb.org/images/potm2302a/ (Se abre en una nueva pestaña)
NASA. (2022, 30 de septiembre). lente gravitacional. Sitio Hubble. https://hubblesite.org/contents/articles/gravitational-lensing#:~:text (Se abre en una nueva pestaña)
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