Euclid descobreix l'anell d'Einstein al nostre badiu còsmic

Euclid descobreix l'anell d'Einstein al nostre badiu¹ còsmic 

Clic a la imatge per engrandir. L'anell de llum que envolta el centre de la galàxia NGC 6505, captat pel telescopi Euclid de l'ESA, és un exemple d'anell d'Einstein. NGC 6505 actua com una lent gravitacional, desviant la llum d'una galàxia situada molt darrere seu. Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processament d'imatges per J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li; CC BY-SA 3.0 IGO o llicència estàndard de l'ESA.

Euclid, una missió de l'ESA (Agència Espacial Europea) amb contribucions de la NASA, ha realitzat un sorprenent descobriment al nostre pati del darrere còsmic: un fenomen anomenat anell d'Einstein.

Un anell d'Einstein és la llum procedent d'una galàxia llunyana que es corba per formar un anell que sembla alineat amb un objecte en primer pla. El nom fa honor a Albert Einstein, la teoria general de la relativitat del qual prediu que la llum es corba i s'il·lumina al voltant dels objectes a l'espai.

D'aquesta manera, els objectes especialment massius, com les galàxies i els cúmuls de galàxies, actuen com a lupes còsmiques que permeten veure objectes encara més llunyans. Els científics anomenen a això lents gravitacionals.

Bruno Altieri, científic de l'Arxiu Euclid, va observar un indici d'anell d'Einstein entre les imatges de la primera fase de proves de la nau espacial el setembre del 2023.

"Fins i tot des d'aquesta primera observació, ho vaig poder veure, però després que Euclid fes més observacions de la zona, vam poder veure un anell d'Einstein perfecte", va dir Altieri. "Per mi, que porto tota la vida interessant-me per les lents gravitacionals, va ser sorprenent".

L'anell sembla envoltar el centre d'una galàxia el·líptica molt estudiada anomenada NGC 6505, que es troba a uns 590 milions d'anys llum de la Terra, a la constel·lació del Dragó. Pot semblar lluny, però a escala de tot l'univers, NGC 6505 és molt a prop. Gràcies als instruments d'alta resolució d'Euclid, és la primera vegada que es detecta l´anell de llum que envolta la galàxia.

La llum procedent d'una galàxia brillant molt més llunyana, a uns 4.420 milions d'anys llum de distància, crea l'anell de la imatge. La gravetat va distorsionar aquesta llum en el viatge cap a nosaltres. Aquesta galàxia llunyana no s'havia observat abans i encara no té nom.

"Un anell d'Einstein és un exemple de potent lent gravitacional", explica Conor O'Riordan, de l'Institut Max Planck d'Astrofísica (Alemanya) i autor principal del primer article científic que analitza l'anell. Una lent gravitacional forta produeix múltiples imatges duna font de fons que poden aparèixer com arcs, formant un anell com aquest, per exemple. "Totes les lents intenses són especials, perquè són molt rares i són increïblement útils des del punt de vista científic. Aquesta és particularment especial, perquè és molt a prop de la Terra i l'alineació la fa molt bella".

Els anells d'Einstein són un laboratori ric perquè els científics explorin molts misteris de l'univers. Per exemple, una forma invisible de matèria anomenada matèria fosca contribueix a la curvatura de la llum en un anell, per la qual cosa és una forma indirecta d'estudiar la matèria fosca. Els anells d'Einstein també són rellevants per a l'expansió de l'univers perquè l'espai entre nosaltres i aquestes galàxies -tant en primer pla com al fons- s'està estirant. Els científics també poden aprendre sobre la pròpia galàxia de fons.

"Em sembla molt intrigant que aquest anell s'hagi observat dins una galàxia molt coneguda, que va ser descoberta per primera vegada el 1884", va declarar Valeria Pettorino, científica del projecte Euclid de l'ESA. "La galàxia és coneguda pels astrònoms des de fa molt de temps. I, no obstant, aquest anell mai s'havia observat abans. Això demostra com pot ser de potent Euclid, que troba coses noves fins i tot en llocs que crèiem conèixer bé. Aquest descobriment és molt encoratjador per al futur de la missió Euclid i demostra les seves fantàstiques capacitats".

Clic a la imatge per engrandir. Primer pla del centre de la galàxia NGC 6505, amb el brillant anell d'Einstein alineat amb ella, captat pel telescopi espacial Euclid de l'ESA. Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processament d'imatges de J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li; CC BY-SA 3.0 IGO o ESA Standard Licence

Explorar com s'ha expandit i format l'univers al llarg de la història còsmica, Euclid revelarà més dades sobre el paper de la gravetat i la naturalesa de l'energia i la matèria fosques. L'energia fosca és la força misteriosa que sembla causar l'expansió de l'univers. El telescopi espacial cartografiarà més d'un terç del cel i observarà milers de milions de galàxies fins a una distància de 10.000 milions d'anys llum. S'espera trobar unes 100.000 lents gravitatòries potents.

"Euclid revolucionarà aquest camp amb totes aquestes dades que mai abans havíem tingut", va afegir O'Riordan.

Encara que trobar aquest anell d'Einstein és un èxit, Euclid ha de buscar un tipus de lent gravitatòria diferent i menys òbvia visualment, anomenada "lent feble", per ajudar a complir la seva missió de comprendre l'energia fosca. A les lents febles, les galàxies de fons apareixen només lleugerament estirades o desplaçades. Per detectar aquest efecte, els científics hauran d'analitzar milers de milions de galàxies.

Euclid es va enlairar de Cap Canaveral (Florida) l'1 de juliol de 2023 i va començar el seu estudi detallat del cel el 14 de febrer de 2024. La missió està creant gradualment el mapa tridimensional més extens de l'univers fins avui. La troballa de l'anell d'Einstein en una fase tan primerenca de la missió indica que Euclid va camí de descobrir molts més secrets de l'univers.

Més sobre Euclid

Euclid és una missió europea, construïda i operada per l'ESA, amb contribucions de la NASA. El Consorci Euclid -format per més de 2.000 científics de 300 instituts de 15 països europeus, els Estats Units, el Canadà i el Japó- és responsable de proporcionar els instruments científics i l'anàlisi de les dades científiques. L'ESA va seleccionar Thales Alenia Space com a contractista principal per a la construcció del satèl·lit i el seu mòdul de servei, i Airbus Defence and Space per desenvolupar el mòdul de càrrega útil, inclòs el telescopi. Euclid és una missió de classe mitjana del programa Cosmic Vision de l'ESA.

Tres equips científics recolzats per la NASA contribueixen a la missió Euclid. A més de dissenyar i fabricar l'electrònica del xip sensor per a l'instrument NISP (Near Infrared Spectrometer and Photometer) d'Euclid, el Laboratori de Propulsió a Jet de la NASA va dirigir també l'adquisició i el lliurament dels detectors NISP. Aquests detectors, juntament amb l'electrònica del xip sensor, es van provar al Laboratori de Caracterització de Detectors de la NASA al Centre Goddard de Vols Espacials a Greenbelt, Maryland. El Centre Científic Euclid de la NASA a l'IPAC (ENSCI), al Caltech de Pasadena (Califòrnia), arxivarà les dades científiques i recolzarà les investigacions científiques realitzades als Estats Units. El JPL és una divisió del Caltech.

¹ Pati del darrere en parla badalonina ;)

Ho he vist aquí.