Il telescopio spaziale James Webb scopre la lente gravitazionale più lontana mai vista

In questa immagine, un enorme ammasso di galassie al centro dà origine a diverse potenti funzioni di lente. Le galassie di sfondo hanno una luce che viene piegata, allungata e distorta in anelli e archi, dove viene anche amplificata dal lensing. Questo sistema di lenti gravitazionali è complesso, ma utile per saperne di più sulla relatività di Einstein in azione.

Una galassia di fondo distante viene ripresa in modo così nitido attraverso l’ammasso sovrapposto pieno di galassie che si possono vedere tre immagini indipendenti della galassia di fondo, con tempi di viaggio della luce drammaticamente diversi. In teoria, la lente gravitazionale potrebbe rivelare galassie molto più deboli di quelle che si vedrebbero senza tale lente, ma tutte le lenti gravitazionali occupano solo una gamma molto ristretta di posizioni nel cielo, poiché sono posizionate attorno a singole sorgenti di massa.

Una delle caratteristiche più spettacolari trovate nel campo di El Gordo, vista con gli occhi del telescopio spaziale James Webb, è la stella gigante rossa più distante mai scoperta: Quyllur, il termine quechua per stella. È la prima stella gigante rossa ad essere scoperta a più di un miliardo di anni luce di distanza, e in effetti è a più di 10 miliardi di anni luce. Era visibile solo grazie alle capacità uniche del telescopio spaziale James Webb combinate con l’ingrandimento della lente gravitazionale di El Gordo.

Questa illustrazione della lente gravitazionale mostra come le galassie sullo sfondo – o qualsiasi percorso luminoso – siano distorte dalla presenza della massa intermedia, ma mostra anche come lo spazio stesso sia curvo e distorto dalla presenza della massa stessa in primo piano. Quando più oggetti sullo sfondo sono allineati con la stessa lente in primo piano, più serie di più immagini possono essere viste da un osservatore correttamente allineato, o anche un “anello di Einstein” in caso di allineamento perfetto. Se nella galassia di sfondo si verifica un evento transitorio, come una supernova, apparirà con ritardi temporali nelle diverse immagini.

Questa vista affiancata dell’ammasso galattico SMACS 0723 mostra le viste MIRI (a sinistra) e NIRCam (a destra) di questa regione dal telescopio spaziale James Webb. Si noti che sebbene al centro dell’immagine sia presente un luminoso ammasso di galassie, gli oggetti più interessanti sono distorti e amplificati gravitazionalmente dall’ammasso stesso e si trovano molto più lontani dell’ammasso stesso.

La galassia a tripla lente mostrata qui è conosciuta come “The Hook”, a causa del suo aspetto unico formato dalla lente gravitazionale in primo piano. Mentre l’intero ammasso in primo piano, El Gordo, raffigura la galassia sullo sfondo, è la doppia galassia prominente nell’ammasso in primo piano che fornisce ad “Amo” il suo aspetto sorprendente.

Questo oggetto non è una galassia ad anello singolo, ma piuttosto due galassie a distanze molto diverse l’una dall’altra: una galassia rossa vicina e una galassia blu più distante che è influenzata gravitazionalmente dalla massa della galassia in primo piano. Questi oggetti si trovano semplicemente sulla stessa linea di vista, con la luce della galassia di fondo distorta, allungata e amplificata dalla gravità della galassia in primo piano. Il risultato è un anello quasi perfetto, che sarebbe conosciuto come anello di Einstein se fosse un cerchio perfetto di 360 gradi. Sebbene il lensing sia più comune rispetto agli ammassi di galassie, le singole galassie possono farlo se sono sufficientemente compatte e se l’allineamento è corretto.