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Cúmulos de galaxias y lentes gravitatorias

Categoría: Galaxias | Comentarios desactivados en Cúmulos de galaxias y lentes gravitatorias

Publicado por Juan Miguel


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Los cúmulos de galaxias, los objetos más masivos que existen, tienen un efecto único en el universo que los rodea. Albert Einstein apuntó en su teoría de la Relatividad General que las masas grandes o extremadamente densas pueden curvar en torno a ellas la urdimbre del espacio y del tiempo; pues bien, algunos cúmulos galácticos demuestran de forma gráfica y espectacular su predicción.

Un cúmulo denso tiene suficiente masa para crear una «abolladura» sustancial en el espacio. A los humanos nos resulta casi imposible concebir algo así, por lo que solemos recurrir a una analogía e imaginamos un espacio en dos dimensiones, como una lámina lisa de goma en la que los cuerpos masivos como las galaxias crean tales abolladuras. Cuando los objetos pasan a través del campo gravitatorio que rodea cualquier masa, es como si lo hicieran por las deformaciones de la lámina del espacio, por lo que su camino se desvía. Cuanto más deprisa se mueve un objeto y cuanto más alejado está del centro de distorsión, menor es el efecto, pero algunos cuerpos crean deformaciones espaciales suficientemente intensas para desviar incluso lo más veloz del universo, la luz. A este fenómenos se lo denomina efecto de lente gravitatoria.

Dicho fenómeno se aprecia claramente cuando un cúmulo galáctico se interpone directamente entre la Tierra y un objeto más lejano. Cuando los rayos de luz del objeto lejano (un quásar brillante y otro cúmulo de galaxias, tal vez) pasan por el campo gravitatorio del cúmulo interpuesto, se desvían hacia dentro, de modo que llegan a la Tierra unidos de nuevo. Según el alineamiento exacto y según la distribución de materia en el cúmulo «lente», el resultado puede ser una única imagen del objeto lejano, con su brillo realzado por el efecto de enfoque de la lente, o, más probablemente, toda una serie de imágenes distorsionadas o borrosas en torno a la circunferencia del cúmulo lente.

Las lentes gravitatorias han permitido a los astrónomos sondear algunos de los objetos observables más lejanos del universo, pero también revelan información oculta acerca del cúmulo de galaxias que hace la lente. Por ejemplo, algunos cúmulos desvían la luz de un modo que parece completamente incoherente con la distribución de galaxias que se observa. Parece probable, pues, que tales cúmulos contengan cantidades considerables de alguna clase de materia invisible, pero densa.

Ejemplos de lente gravitatoria

– Abell 1689
Este cúmulo galáctico contiene más de 3.000 galaxias,se encuentra a una distancia de 2.200 millones de años luz.

Cúmulo de Galaxias Abell 1689

Abell 1689, uno de los cúmulos de galaxias más densos que se conoce, forma una esfera casi perfecta que lo convierte en una buena lente gravitatoria. Algunos de los rasgos que magnifica datan de hace unos 13.000 millones de años, casi en el amanecer del universo.

– Quásar del Trebol
Galaxia activa a una distancia de 11.000 millones de años luz.

Quásar del Trebol - H1413+117

Estas cinco imágenes en rayos X muestran todas el mismo objeto, un lejano quásar cuya luz está pasando por la lente que forma una galaxia que pasa. La más brillante de las imágenes también se beneficia de un efecto «microlente»: una estrella masiva se encuentra asimismo, casualmente, en nuestra línea de observación del brillante núcleo del quásar uy su efecto lente sobre esta región la hace brillar aun más.

– SDSS J1004 +4112
Cúmulo de galaxias a una distancia de 7.000 millones de años luz

SDSSJ1004 +4112

Esta lente gravitatoria ha producido cinco imágenes de un brillante quásar situado a unos 10.000 millones de años luz, y otras tres imágenes de una galaxia amarilla más tenue, a unos 11.000 millones de años luz.

Video ilustrativo sobre una lente gravitatoria.

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