gov-civil-vilareal.ptMagnifica immagine di Hubble di un cluster che deforma lo spazio e rimuove il gas
>L'Universo è pieno di un sacco di cose strane, ma uno dei fenomeni più strani è la lente gravitazionale.
Ne ho già scritto
In breve, la lente gravitazionale è quando la gravità di un oggetto massiccio - una stella, un buco nero, una galassia - piega lo spazio attorno ad esso, facendo curvare la luce che passa, come un'auto che segue la curva di una strada. Einstein [ha scritto di questo in relazione al suo lavoro sulla Relatività], dicendo che la materia piega lo spazio e noi percepiamo questa curvatura come gravità. Quindi chiamiamo questa lente gravitazionale; lo spazio che piega l'oggetto è la lente e l'oggetto la cui luce è distorta è l'oggetto della lente.
[...]
Al giorno d'oggi abbiamo visto questo effetto innumerevoli volte. È un po' strano; non solo la posizione di un oggetto con la lente nel cielo può essere leggermente spostata da questo effetto, ma può anche essere distorta, allungata come una caramella, persino avvolta intorno alla lente come un anello (in effetti chiamiamo quegli anelli di Einstein), e reso molto più luminoso dall'obiettivo di quanto non sarebbe altrimenti.
L'esempio più comune che abbiamo ora è quando l'enorme massa di un ammasso di galassie - che può contenere centinaia o migliaia di galassie - distorce la luce di una galassia dietro di esso.
Il telescopio spaziale Hubble osserva molti di questi ammassi distanti, quindi vediamo galassie ancora più lontane tutte deformate e distorte. Uno di questi cluster è chiamato MACSJ0138.0-2155 e le immagini scattate nel 2016 e nel 2019 sono state combinate per creare questo bruciatore di un campo di lenti :
L'ammasso di galassie MACSJ0138.0-2155 ha una massa così grande che distorce gravitazionalmente la luce proveniente da una galassia più lontana, deformandola in archi visti dalla Terra. Credito: ESA/Hubble e NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0
Oh! Questa immagine mostra principalmente la luce infrarossa dalle galassie nell'ammasso (mostrata come un bagliore dorato), oltre alla luce blu anche da una manciata di galassie nell'ammasso (più su di esse in un secondo).
Ma puoi anche vedere diversi archi rossastri (di nuovo, questa è luce infrarossa, è solo visualizzata come rossa in modo che tu possa vederla più facilmente) - quelle sono una galassia di sfondo più distante, lente dalla massa dell'ammasso.
L'ammasso è a circa 4 miliardi di anni luce da noi e la galassia di fondo è a oltre 10 miliardi di anni luce, il che lo rende estremamente distante. Lo vediamo com'era quando aveva solo un paio di miliardi di anni.
l'amore dei tarocchi delle stelle
Come funziona la lente gravitazionale. Credito: ESA
Utilizzando modelli della massa dell'ammasso - come le stelle e le galassie sono distribuite nell'ammasso - gli astronomi che hanno scattato questa immagine possono determinare di più sulla galassia con lenti , compresa la distanza. Possono dire che è una galassia di dischi; appiattito, come la Via Lattea . Ha anche un rigonfiamento, una regione centrale approssimativamente sferica di stelle . Si possono trovare anche le età delle stelle e le loro abbondanze chimiche (quanto dei vari elementi hanno in esse come ossigeno, ferro, carbonio e altro), fornendo molte informazioni sulla sua storia.
Senza l'obiettivo questo sarebbe impossibile; la galassia è troppo piccola e troppo lontana perché anche Hubble possa vedere molto. L'effetto di ingrandimento dell'obiettivo (che lo rende più grande e più luminoso) è ciò che ha reso possibile tutto ciò.
Dettaglio nell'immagine del telescopio spaziale Hubble dell'ammasso di galassie MACSJ0138.0-2155 che mostra più archi con lenti gravitazionali provenienti da una galassia più distante e diverse altre galassie di meduse blu con il loro gas interno rimosso mentre si muovono attraverso l'ammasso. Credito: ESA/Hubble e NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0
Ho imparato qualcosa anche qui: ho visto molte immagini come questa, comprese quelle caricate con questi archi tangenziali, curvi come un cerchio con il centro al centro dell'ammasso. Ma non ne ho mai visto uno radiale, cioè puntato direttamente lontano dal centro. Appena a sinistra del centro dell'ammasso c'è una striscia rossa diritta che punta a circa la posizione delle 8:30, appena sotto una di quelle galassie blu. Questo si chiama a arco radiale (anche se tecnicamente non è un arco - 'arco' in questo caso è un nome generico per qualsiasi galassia distorta dall'obiettivo), e sono più rari di quelli curvi. La loro esistenza in un'immagine dipende dalla distribuzione dettagliata delle stelle e del gas proprio al centro dell'ammasso.
Nota anche che c'è un altro arco stranamente distorto in alto a sinistra, appena fuori da una delle galassie dell'ammasso. Questa è una galassia di sfondo diversa da quella che crea gli archi principali; puoi vedere più blu in esso dalle giovani stelle luminose nella galassia con lenti. Coooool.
Ma devo dire che ciò che ha davvero attirato la mia attenzione sono state le tre galassie blu piumate in questa immagine. Ho capito subito cosa fossero, ma non li ho mai visti così. Sono probabilmente galassie a spirale simili alla Via Lattea ma che si muovono rapidamente attraverso l'ammasso stesso. C'è un sottile gas diffuso tra le galassie, chiamato mezzo intracluster , alcuni dei quali possono essere residui della formazione di tutte quelle galassie, o spazzati via da potenti venti stellari e supernove nelle galassie membri.
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Quando una galassia si muove attraverso l'ammasso, attraversa questo gas e la pressione del suo passaggio può far fuoriuscire il gas all'interno della galassia in movimento. Questo è chiamato strippaggio a pressione del pistone , ed è comune nei cluster. E nell'esperienza umana; se hai mai guidato in macchina quando il tuo cane (o qualcun altro in macchina, o, siamo onesti, tu) ha perso un po' di benzina, cosa fai? Apri una finestra e lasci che il vento del tuo movimento la soffi fuori.
Stessa cosa.
Queste a volte vengono deliziosamente chiamate galassie 'meduse'. È raro vederli in modo così dettagliato e dall'aspetto così sottile come visto qui, però, con lunghi filamenti che si allungano. Questi mi sembrano Instabilità di Rayleigh-Taylor , quando due fluidi (come il gas) sono in contatto e quello meno denso spinge su quello più denso. Ho visto un fenomeno simile con le nuvole qui sulla Terra, dimostrando ancora una volta che la fisica di ciò che accade nelle profondità dell'Universo si comporta più o meno allo stesso modo in cui si comporta sulla Terra.
eh. Prima ho detto che l'Universo è pieno di cose strane. È verissimo, ed è letteralmente ovunque... compreso giusto qui . Questa immagine può sembrarti completamente aliena e bizzarra, ma le stesse forze che vedi scolpire tutto in quell'ammasso sono all'opera sulla Terra e anche su di te.
Noi sono una parte dell'Universo, dopotutto.
