Una de las predicciones de las predicciones de Einstein de la relatividad general era que la gravedad podría distorsionar el espacio mismo y, potencialmente, actuar como una lente. En 1979, este efecto se descubrió a distancias mucho mayores cuando los astrónomos descubrieron que distorsionaba la imagen de un quásar distante, haciendo que uno apareciera como dos. Desde entonces se han descubierto otros casos similares, pero estos casos de lentes gravitacionales han resultado difíciles de encontrar. Las búsquedas han tenido una baja tasa de éxito en la que menos del 10% de los candidatos se confirman como lentes gravitacionales. Pero un nuevo método que utiliza datos de Herschel puede ayudar a los astrónomos a descubrir muchos más de estos eventos raros.
El telescopio Herschel es uno de los muchos telescopios espaciales actualmente en uso y explora la porción del espectro desde el infrarrojo lejano hasta el régimen submilimétrico. Una parte de su misión es producir un gran reconocimiento del cielo que resulte en el proyecto Herschel ATLAS que tomará imágenes profundas de más de 550 grados cuadrados del cielo.
Si bien Herschel explora esta porción del espectro electromagnético con mucho mayor detalle que sus predecesores, en muchos sentidos, no hay mucho que ver. Las estrellas emiten solo muy débilmente en este rango. Los objetivos más prometedores son el gas caliente y el polvo, que son mejores emisores, pero también mucho más difusos. Pero es esta combinación de hechos lo que le permitirá a Herschel descubrir nuevas lentes con mayor eficiencia.
La razón es que, aunque las galaxias carecen de fuertes emisiones en este régimen en el universo moderno, las galaxias antiguas emitieron mucho más desde los primeros 4 mil millones de años. Durante ese tiempo, muchas galaxias estaban dominadas por el polvo calentado por la formación de estrellas. Sin embargo, debido a su distancia, ellos también debería Sé débil ... A menos que una lente gravitacional se interponga en el camino. Por lo tanto, es probable que la mayoría de las fuentes pequeñas y puntuales de la colección ALTAS sean galaxias con lentes. Como explica la Dra. Mattia Negrello, de la Open University y principal investigadora del estudio, "El gran avance es que hemos descubierto que muchas de las fuentes más brillantes están siendo ampliadas por lentes, lo que significa que ya no tenemos que depender de métodos ineficientes para encontrar lentes que se usan en longitudes de onda visibles y de radio ".
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| Estos paneles muestran un zoom de una de las lentes, con imágenes de alta resolución de Keck (luz óptica, azul) y la matriz submilimétrica (luz submilimétrica, roja). Créditos de imagen: ESA / NASA / JPL-Caltech / Keck / SMA |
Esta nueva técnica ya ha arrojado al menos cinco candidatos fuertes. Un artículo, que se publicará en la edición actual de Ciencias los discute. Cada uno de ellos recibió observaciones de seguimiento del espectrómetro Z-Spec en el Observatorio Submilimétrico del Instituto de Tecnología de California. El más alejado de estos objetos, etiquetados como ID81, mostró que una línea espectral IR prominente tenía un desplazamiento al rojo de 3.04, situándolo a una distancia de 11.5 billones de años luz. Además, cada sistema mostró el perfil espectral de la galaxia en primer plano, lo que demuestra que la luz combinada recibida era de hecho dos galaxias y el componente brillante era una lente gravitacional.
Este método de uso de lentes gravitacionales permitirá al equipo de Herschel explorar galaxias distantes en detalle nunca antes logrado. Al igual que con todos los telescopios, las longitudes de onda más largas de las observaciones dan como resultado una resolución menor, lo que significa que, incluso si uno de los sistemas distantes se dividiera en porciones distintas, Herschel no podría resolverlos. Pero el hecho de que podamos verlos significa que sus firmas espectrales de las galaxias en su conjunto aún pueden estudiarse. Además, como señaló el profesor Steve Eales de la Universidad de Cardiff y el otro líder de la encuesta: "También podemos usar esta técnica para estudiar los lentes por sí mismos". Este potencial para explorar la masa de las galaxias cercanas puede ayudar a los astrónomos a comprender y restringir la enigmática materia oscura que constituye ~ 80% de la masa en nuestro universo.
La Dra. Loretta Dunne de la Universidad de Nottingham y líder conjunta de la encuesta Herschel-ATLAS agrega: "Lo que hemos visto hasta ahora es solo la punta del iceberg. Las encuestas de área amplia son esenciales para encontrar estos eventos raros y dado que Herschel solo ha cubierto una trigésima parte de toda el área de Herschel-ATLAS hasta el momento, esperamos descubrir cientos de lentes una vez que tengamos todos los datos. Una vez encontrados, podemos explorar el Universo temprano en las mismas escalas físicas que podemos en las galaxias de al lado ”.
