Cruz de Einstein y distancia de galaxias

[AlbertR]

Las lentes gravitacionales es una de las conclusiones más llamativas de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein. Una Cruz de Einstein son 4 imágenes de un único objeto muy lejano, cuya luz se desvía por 4 caminos diferentes al pasar cerca de una galaxia que actúa como lente gravitatoria.

 

Al analizar imágenes de alta resolución del Telescopio Espacial Hubble, se detectó una agrupación de objetos que despertó la curiosidad, pues podrían ser una Cruz de Einstein desconocida hasta ahora. Para demostrar que las cuatro imágenes pertenecen al mismo objeto, un equipo de científicos, liderado por Daniela Bettoni, astrofísica del Observatorio de Padova, y Riccardo Scarpa, investigador del Gran Telescopio Canarias (GTC/IAC) en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, isla de La Palma), decidió obtener con el Gran Telescopio de Canarias observaciones espectroscopias que permiten dispersar la luz de cada fuente en sus longitudes de onda y analizar en detalle sus características.

Según Scarpa, “el resultado no podía haber sido mejor. La atmósfera estaba muy transparente y con mínima turbulencia, lo cual nos permitió separar claramente la emisión de tres de las cuatro imágenes. El espectro nos dio inmediatamente la prueba que estábamos buscando; la misma línea de emisión, debida al hidrógeno, aparecía en los tres espectros exactamente a la misma longitud de onda. No había duda de que se trataba de la misma fuente de luz”.

Se había descubierto una nueva cruz de Einstein, bautizada como J2211-0305 por sus coordenadas en el cielo. Lo más excepcional del hallazgo es que el objeto que actúa de fuente es una galaxia muy joven. “Normalmente la fuente es un cuásar, es decir un núcleo activo de galaxia, por lo que fue una gran sorpresa descubrir que la fuente era otra galaxia con líneas de emisión muy intensas, lo cual indica que se trata de un objeto joven que está todavía formando grandes cantidades de estrellas”, explica Bettoni. La galaxia lente tiene forma elíptica y está localizada a una distancia de aproximadamente 7 mil millones de años luz (z=0.556), mientras que la fuente más lejana, reconvertida por la lente en una cruz, se encuentra a 21 mil millones de años luz (z=3.03) El aumento producido por la lente gravitacional sobre la galaxia lejana es de 4.5

 

La imagen de esta nueva cruz de Einstein es de gran belleza:

 

 

Y si queréis más detalles científicos, este es el paper del descubrimiento: A new Einstein Cross gravitational lens of a Lyman-break galaxy

Saludos.

 

[Hal9000]

Que buena nota, muchas gracias !!.

 

[sfellero]

Interesantísimo. 21 mil millones de AL!!! Increíble.

[AlbertR]

hace 1 hora, sfellero dijo:

Interesantísimo. 21 mil millones de AL!!! Increíble.

 

Sí, 21300 millones de años luz, esa es la distancia a la que está ahora la galaxia que emitió la luz que vemos "cuadruplicada" Sin embargo, recordad que en el momento en que emitió esa luz que ahora vemos, esa galaxia estaba más cercana a nosotros, estaba a unos 5300 millones de años luz y el universo tan solo tenía 2120 millones de años de edad.

Pero debido a la expansión del Universo, la luz que entonces se emitió ha estado "volando" durante 11670 millones de años, persiguiéndonos hasta que ahora ha conseguido alcanzarnos.

 

Saludos.

[Leoyasu]

Gracias por compartir la noticia! Me pone la piel de gallina pensar en esas distancias, justo andaba buscando quasares para observar. Una lástima que este en Pegasus y cuando ingreso las coordenadas no aparece nada, ni en el SIMBAD. Groso el Hubble!

[Lucho2000]

hace 3 horas, AlbertR dijo:

estaba a unos 5300 millones de años luz y el universo tan solo tenía 2120 millones de años de edad.

 

Pensar en esas distancias y tiempos es algo increíble, solo saber que al momento de partir esa luz nuestro Sol aun no existía.

 

[ricardo]

Que belleza.. de extrema gravedad.. Gracias por compartir Albert!

 

Saludos y buenos cielos

[Godiex]

Increíble! Gracias.

[Julian Casal]

Buen día, el otro día leyendo este articulo me surgió una duda. Como nos puede llegar la luz de una galaxia que se encuentra a 20.000 millones de años luz si supuestamente el universo (Big Bang) sucedió hace 14.000 millones aprox?

Como es que esa luz partió hace 20.000 millones de años si todavía nada existía.

Espero se entienda la pregunta y alguien me pueda ayudar con lo que para mi es un misterio.

Saludos

 

https://www.europapress.es/ciencia/astronomia/noticia-descubre-nueva-cruz-einstein-20190318145321.html

http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=1539&lang=en

[Leoyasu]

Julian, por la expasión del universo efectivamente la fuente de origen se encuentra a esa distancia física digamos. En resumen (perdón astrofísicos), el espacio entre la fuente y nosotros se ha expandido y se expande mientras su luz viaja hacia nosotros. Seguro alguien lo puede explicar mucho mejor que yo

 

Acá un poco más sobre el tema y el universo observable:

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe

 

 

[Emilio Harald]

Es decir una es medida de tiempo y la otra es de distancia.  Yo vivo a 50 años a distancia a pie de ti, pero tengo solo 44 años. 

[fsr]

Esas cuestiones son como demasiado complejas (o simplemente los encargados de explicarlas ya no hablan "lenguaje humano" ), pero creo que el asunto es que en el momento que esa luz se emitió, el objeto no estaba tan lejos. La luz viaja mientras el universo se expande, y eso complica las cosas.

[AlbertR]

hace 14 horas, Julian Casal dijo:

... Como nos puede llegar la luz de una galaxia que se encuentra a 20.000 millones de años luz si supuestamente el universo (Big Bang) sucedió hace 14.000 millones aprox?

Como es que esa luz partió hace 20.000 millones de años si todavía nada existía.

Espero se entienda la pregunta y alguien me pueda ayudar con lo que para mi es un misterio.

 

Hola Julián, la luz no partió hace 20000 millones de años, partió hace 13787 - 2120 = 11667 millones de años.

Puedes ver que esto lo explicamos aquí: Descubrimiento de una nueva Cruz de Einstein de una lejana galaxia

 

Intento volverlo a explicar, mira el cuadro:

 

 

21309 millones de años luz es la distancia a la que está ahora la galaxia que emitió la luz que vemos "cuadruplicada" Sin embargo en el momento en que emitió esa luz que ahora vemos, esa galaxia estaba más cercana a nosotros, estaba a 5287 millones de años luz y el universo tan solo tenía 2120 millones de años de edad.

Pero debido a la expansión del Universo, la luz que entonces se emitió ha estado "volando" durante 11667 millones de años, persiguiéndonos hasta que ahora ha conseguido alcanzarnos. Mientras tanto, durante los 11677 Maños transcurridos, la expansión del universo ha hecho que que la galaxia que emitió la luz haya tenido tiempo de alejarse de nosotros mucho más de los 5287 Maños-luz iniciales, ahora está a 21309 Maños-luz.

 

Estos cálculos los realizamos integrando las Ecuaciones de Friedman, que se deducen de las Ecuaciones de campo de la Teoría General de la Relatividad de Einstein.

 

Saludos.

Editado 3 de Abril del 2019 por AlbertR

[Julian Casal]

Impecable, por fin un lenguaje humano como dice fsr, nunca dude que acá iba a encotrar la respuesta. Les agradezco el tiempo que se tomaron. Pero de esto me surge otra duda, como es que la galaxia en 11.667 millones de años se alejo de nosotros 16.022 millones de años luz? No tiene que viajar mas rápido que la luz para que esto suceda? O nosotros y esa galaxia nos movemos en sentido contrario? @AlbertR

 

 

[AlbertR]

hace 3 horas, Julian Casal dijo:

... de esto me surge otra duda, como es que la galaxia en 11.667 millones de años se alejo de nosotros 16.022 millones de años luz? No tiene que viajar mas rápido que la luz para que esto suceda? ...

 

Julián la velocidad cosmológica de recesión entre galaxias lejanas no es debida a ningún "viaje". Las galaxias no viajan, es el espacio el que se expande entre ellas. El espacio no tiene "velocidad de expansión" lo que tiene es un ratio de expansión, que es el mismo en todos los puntos del universo en el mismo instante cósmico.

Ese ratio de expansión se cuantifica mediante el llamado "Parámetro de Hubble" y su valor actual es de Ho = 67.66 (km/s)/Mpc.

Conocido ese valor, solo necesitamos saber multiplicar si deseamos conocer a que velocidad "v" recede de nosotros una galaxia lejana cualquiera de distancia conocida "d", se aplica:

 

v = Ho · d

 

Apliquémoslo a nuestra galaxia "crucificada" J2211-0305. Sabemos que ahora está a

d = 21309 Mal = 6533 Mpc

 

v = 67.66 · 6533 = 442023 km/s = 1.47 c

 

En estos momentos J2211-0305 se aleja de nosotros a una velocidad 1.47 veces la velocidad de la luz.

La Relatividad Especial nos dice que es imposible que podamos acelerar un objeto material a la velocidad de la luz o una mayor.

Pero la expansión del universo no es "velocidad de objetos", es crecimiento de espacio entre objetos que obedece a la Relatividad General que permite que si dos galaxias están lo suficientemente lejos, se alejen a causa de la expansión del universo a velocidades de recesión mayores que la velocidad de la luz.

 

Se puede encontrar información adicional en castellano en este hilo de La web de Física: Velocidad de recesión de las Galaxias

 

Saludos.

 

 

 

 

Editado 3 de Abril del 2019 por AlbertR

[Ariel_Gustavo]

El típico ejemplo es el de hacer marcas en un globo y luego inflarlo. A medida que se infla, esas marcas se van separando unas de otras porque se expande el material que existe entre ellas (la superficie del globo).

 

[Julian Casal]

Me saco el sombrero muchachos, nada mas para agregar. @AlbertR @Ariel_Gustavo

[AlbertR]

En 19/3/2019 a las 22:20, Leoyasu dijo:

... justo andaba buscando quasares para observar. Una lástima que este en Pegasus y cuando ingreso las coordenadas no aparece nada, ni en el SIMBAD. Groso el Hubble!

 

No está al alcance de telescopios de aficionado, los cuatro puntos brillantes de la cruz, A, B, C, y D son de magnitud aparente 24. Como bien dices, "¡Grosso Hubble!" 

 

Saludos.

[AlbertR]

Los cruces de Einstein son raras y desde 1985 solo se han descubierto alrededor de una cincuentena. Encontrar nuevas es difícil, porque no tenemos ni idea de dónde buscarlas exactamente. Se requieren imágenes de alta resolución espacial solo para ubicar candidatos. Pues bien, el satélite Gaia de la ESA ha descubierto 12 de golpe, lo que significa un incremento >20% de cruces de Einstein conocidas.

 

 

Se trata de 12 cuásares muy lejanos "cuadruplicados" por galaxias más cercanas que actúan como lente gravitacional. El documento científico dice en el abstract:

 

"Combinando la exquisita resolución angular de Gaia con curvas de luz óptica y fotometría de WISE, el grupo Gaia Gravitational Lenses (GraL) utiliza técnicas de aprendizaje automático para identificar cuásares candidatos con lentes fuertes, y ha confirmado más de dos docenas de nuevos cuásares con lentes fuertes del Gaia Data Release 2 Este documento informa sobre los 12 cuásares de imágenes cuádruples identificados por este esfuerzo hasta la fecha, lo que representa aproximadamente un aumento del 20% en el número total de cuásares confirmados de imágenes cuádruples. Discutimos la selección de candidatos, el seguimiento espectroscópico y el modelado de lentes. También informamos nuestras fallas espectroscópicas como una ayuda para futuras investigaciones"

 

Fuente: Gaia GraL: Gaia DR2 Gravitational Lens Systems. VI. Spectroscopic Confirmation and Modeling of Quadruply-Imaged Lensed Quasars

 

Saludos.

[Matias 1980]

Todo esto que explican, y tan bien, es absolutamente asombroso! 

Gracias por compartir