Objeto Hamilton: Hubble detecta una configuración única de lentes gravitacionales

Los astrónomos han descubierto una configuración de lente gravitacional inusual, denominada ‘objeto Hamilton’, que consta de dos imágenes de una galaxia de fondo en espiral agrupadas en un pliegue y una tercera imagen resuelta de la misma galaxia espiral, que juntas crean una formación tangencial.

Esta toma del Hubble muestra tres imágenes ampliadas de una galaxia distante incrustada en un grupo de galaxias llamado SDSS J223010.47-081017.8. Créditos de imagen: NASA / ESA / Hubble / Richard E. Griffiths, Universidad de Hawaii / Jenny Wagner, Universidad de Heidelberg / Joseph DePasquale, STScI.

En imágenes adquiridas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, el astrónomo de la Universidad Shawnee, Timothy Hamilton, y sus colegas descubren que la inmensa gravedad de un grupo de galaxias superpuestas y no indexadas hace que el espacio se deforme, amplifique, ilumine y estire. Una galaxia muy atrás.

Aunque los estudios del Hubble revelan muchas de estas distorsiones de espejos y espejos causadas por lentes gravitacionales, este objeto ha sido singularmente desconcertante.

En este caso, una alineación sutil entre una galaxia en el fondo y un cúmulo de galaxias en primer plano da como resultado dos copias ampliadas de la misma imagen de la galaxia distante.

Este raro fenómeno ocurre porque la galaxia de fondo es una ondulación en la estructura del espacio.

Esta ondulación es una región de gran amplificación, causada por la atracción gravitacional de densas cantidades de materia oscura, el pegamento invisible que constituye la mayor parte de la masa del universo.

A medida que la luz de la galaxia distante atraviesa el cúmulo a lo largo de esta ondulación, se producen dos imágenes especulares, junto con una tercera imagen que se puede ver desde un lado.

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Dr. Hamilton, coautor del libro “A papel Publicado en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

El raro fenómeno no era muy conocido cuando descubrió extrañas características lineales en 2013.

Mientras miraba a través de las imágenes del quásar, descubrió las imágenes reflectantes y las líneas paralelas. Nunca había visto algo así antes, ni tenía a ninguno de los otros miembros del equipo.

Así que los astrónomos comenzaron su búsqueda para resolver el misterio de estas desconcertantes líneas rectas, que luego fueron apodadas el “Objeto de Hamilton” por su descubridor.

Usando datos del Sloan Digital Sky Survey (SDSS), encontraron que el grupo anterior que causa la lente está en la misma región que las imágenes ampliadas, pero no apareció en ningún estudio indexado.

Sin embargo, el hecho de que las imágenes extrañas estuvieran en el centro de un cúmulo dejó en claro al equipo que el cúmulo estaba produciendo las imágenes lenticulares.

Su siguiente paso fue determinar si las tres imágenes estaban enfocadas a la misma distancia y, por lo tanto, todas eran imágenes distorsionadas de la misma galaxia distante.

Las mediciones espectroscópicas con los observatorios Gemini y WM Keck en Hawai ayudaron a los investigadores a confirmar esta afirmación, mostrando que las imágenes eran de una galaxia ubicada a más de 11 mil millones de años luz de distancia.

La galaxia distante, basada en la reconstrucción de la tercera imagen por lente, parece un vórtice en zigzag con formación continua de estrellas grumosas.

También encontraron que la masa en primer plano, conocida como SDSS J223010.47-081017.8, se encuentra a más de 7 mil millones de años luz de distancia.

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“Esta lente gravitacional es muy diferente de la mayoría de las lentes que Hubble ha estudiado antes, particularmente en la encuesta Hubble Frontier Fields de cúmulos”, dijo el autor principal, el Dr. Richard Griffiths, astrónomo de la Universidad de Hawai.

“No tienes que mirar esos grupos durante demasiado tiempo para encontrar muchas lentes. En este objeto, esta es la única lente que tenemos. Y ni siquiera sabíamos sobre el grupo al principio”.

Según el equipo, debido a que la configuración del pliegue muestra características de brillo de superficie muy distintas, las observaciones de seguimiento de microlentes o investigaciones detalladas de características de brillo de superficie individuales a una resolución más alta podrían arrojar más luz sobre las propiedades de la misteriosa materia oscura.

“Es notable que solo necesitemos dos imágenes en espejo para obtener una medida de cuán grumosa está o no la materia oscura en estas posiciones”, dijo la coautora, la Dra. Jenny Wagner, astrofísica de la Universidad de Heidelberg.

“Aquí, no estamos usando ningún modelo de lente. Simplemente tomamos lo que se puede observar de las múltiples imágenes y el hecho de que se pueden convertir entre sí. Se pueden plegar mediante nuestro método. Esto realmente nos da una idea de lo suave que es la materia oscura en estas dos posiciones “.

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Richard E. Griffiths y otros. 2021. El cuerpo de Hamilton – una galaxia con forma de grupo que se extiende a lo largo de la materia cáustica gravitacional de un cúmulo galáctico: limitaciones en la aglomeración de materia oscura. MNRAS 506 (2): 1595-1608; doi: 10.1093 / manras / stab1375

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