En 1979, los astrónomos detectaron dos cuásares casi idénticos que aparecieron uno cerca del otro en el cielo. Estos llamados ‘quásares gemelos’ son en realidad imágenes separadas del mismo objeto.

Aún más intrigante: los caminos de luz que produjeron cada imagen viajaron en diferentes partes del cúmulo. Una ruta tomó un poco más de tiempo que la otra.

Eso significa que un parpadeo en una imagen del cuásar ocurrió 14 meses después en la otra.

¿La razón? La distribución de masas del cúmulo creó una lente que distorsionó la luz y afectó gravemente a ambos caminos.

Avance rápido hasta 2022. Un equipo de astrónomos de la Universidad de Valencia reportó un efecto similar en un estudio con otro quásar distante.

Midieron un retraso de tiempo aún mayor entre múltiples imágenes de su quásar objetivo de 14 años: 6,73 años, el más largo jamás detectado para una lente gravitacional.

El cúmulo de galaxias SDSS J1004+4112 juega un papel en el retraso. Una combinación de galaxias y materia oscura El cúmulo en realidad atrapa la luz del cuásar a medida que pasa.

Esto hace que la luz viaje por diferentes caminos a través de la lente gravitatoria. El resultado es el mismo extraño efecto de retardo de tiempo.

Imagen del Hubble de SDSS J1004+4112, con anotaciones que muestran imágenes de lente de cuásares distantes y otros objetos de lente. (ESA/Hubble; NASA; K. Sharon/Universidad de Tel Aviv; E. Ofek/Caltech)

«Las cuatro imágenes de cuásares que observamos en realidad se asemejan a un cuásar cuya luz se desvía hacia nosotros por la atracción gravitacional del cúmulo de galaxias», dijo el profesor José Antonio Muñoz Lozano, del Departamento de Astronomía y Astrofísica. Director del Laboratorio de Astronomía de la Universidad de Valencia.

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“Debido a que el camino que siguen los rayos de luz para crear cada imagen es diferente, los observamos en momentos diferentes; en este caso, tenemos que esperar 6,73 años para que la señal que observamos en la primera imagen se reproduzca en la cuarta. Uno. «

El Sloan Digital Sky Survey descubrió por primera vez el grupo SDSS J1004+4112. El telescopio espacial Hubble lo captó en 2006. Esta es la primera imagen de un quásar cuya luz se divide en cinco imágenes mediante lentes.

Una guía gráfica rápida para enfocar un cuásar

lente gravitacionalUn efecto óptico ocurre cuando la luz viaja a través de una región del espacio con una fuerte influencia gravitatoria.

Cómo la lente gravitacional hace que la luz se «revierta» desde un cuásar distante mientras viaja a través de un cúmulo de galaxias. (NASA/ESA, K. Sharon (Universidad de Tel Aviv), E. Ofek (CalTech))

¿Qué les dicen los retrasos de tiempo a los astrónomos?

El retraso de tiempo observado arroja algunas pistas interesantes sobre los cúmulos de lentes frente a los astrónomos. Los cúmulos de galaxias son asombrosamente masivos y las estructuras unidas gravitacionalmente más grandes del universo que conocemos. Algunos contienen miles de galaxias.

La gravedad combinada de las galaxias y la materia oscura entrelazada en el cúmulo pueden atrapar la luz de objetos más distantes cuando pasan a través o cerca del cúmulo. La masa de todas las ‘cosas’ en el grupo se distribuye aleatoriamente. Esto puede afectar el camino de la luz a través del grupo.

Por lo tanto, los astrónomos necesitan todos los datos que puedan obtener sobre la distribución de la materia en un cúmulo. Eso incluye la materia oscura. Todo esto nos ayuda a comprender cómo afecta el camino de la luz de un cuásar distante.

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«Medir estos retrasos de tiempo nos ayuda a comprender mejor las propiedades de las galaxias y las galaxias, su masa y su distribución. constante de Hubble”, dijo Lozano.

Comprender la distribución de masa en grupos de lentes

Además de la distribución masiva, los datos de observación nos ayudan a comprender otras propiedades del grupo de lentes, dijo Rachel Force Doribio, estudiante de posgrado en la universidad.

«En particular, podemos controlar la distribución de la materia oscura en la parte interna del cúmulo porque el efecto de lente es sensible no solo a la materia normal sino también a la materia oscura», dijo.

Calcular el tiempo de retraso permite otros descubrimientos, incluida la distribución de estrellas y otros objetos, dijo.

Además, ayudará a los astrónomos a estimar el tamaño del disco de acreción de un cuásar distante.

Un artículo publicado recientemente describe el uso por parte del equipo de nuevas curvas de luz para cuatro imágenes brillantes del sistema de lentes gravitacionales SDSS J1004+4112.

Las observaciones se llevaron a cabo durante 14,5 años en el telescopio de 1,2 metros ubicado en el Observatorio Fred Lawrence Whipple (FLWO, EE. UU.), en colaboración con científicos de la Universidad Estatal de Ohio (EE. UU.).

Este artículo fue publicado originalmente Universo hoy. Sigue leyendo Artículo original.