Che cos'è una lente gravitazionale?

La lente gravitazionale è un fenomeno astronomico osservato quando un oggetto enorme, come un ammasso di galassie o un buco nero, piega la luce da una fonte di luce molto lontana, come un quasar (galassia giovane e luminosa). Ciò si verifica a causa della deformazione gravitazionale dello spazio-tempo descritta per la prima volta da Albert Einstein nella sua teoria della relatività generale. Si chiama lente gravitazionale per analogia a una lente convenzionale. Entrambi possono piegare la luce, ma in questo caso il meccanismo è molto diverso - piuttosto che piegare la luce usando la materia curva, in questo caso lo spazio-tempo stesso viene curvato.

La lente gravitazionale può far apparire quasar distanti in luoghi in cui non esistono realmente. Poiché la luce è piegata nel pozzo gravitazionale di un oggetto enorme, la posizione apparente si discosta dalla posizione effettiva. Le lenti gravitazionali possono anche far apparire nel cielo più immagini di un quasar - la luce viene piegata attorno all'enorme oggetto in entrambe le direzioni, producendo così l'immagine multipla. Il "Twin Quasar" Q0597 + 561, noto anche come Old Faithful, è il primo oggetto confermato ad apparire nel cielo due volte a causa dell'effetto lente gravitazionale. Ciascuna delle immagini del quasar è separata nel cielo di 6 gradi. Sebbene Fritz Zwicky abbia postulato che gli ammassi di galassie potessero agire come lenti gravitazionali nel 1937, fu solo nel 1979 che l'effetto fu confermato dall'osservazione.

Esistono tre tipi di lenti gravitazionali. C'è un forte obiettivo, in cui sono visibili distorsioni facilmente visibili, come anelli di Einstein, immagini multiple o archi. Queste sono le lenti gravitazionali più rare. Poi c'è un debole riflesso, che può essere scoperto solo da un'ampia analisi statistica dei campi di stelle e galassie. Questa forma di lente si rivela come un leggero allungamento verso il centro della lente. L'ultimo è il microlensing, che è piuttosto raro, ma si è dimostrato il più utile per lo studio astronomico. La microlensing si manifesta come lievi cambiamenti nella luminosità degli oggetti vicini (all'interno della nostra galassia) causati da lenti a stella. Distinguere la microlente genuina dai cambiamenti di luminosità delle stelle a causa di altri motivi (stelle variabili, novae, ecc.) Può essere difficile.