Una lente gravitazionale, la cui esistenza fu prevista oltre cinquant'anni fa, e' una sorta di "miraggio" celeste, la cui causa va ricercata nella Teoria della Relativita' Generale di Einstein, secondo la quale, un raggio di luce passando nelle vicinanze di un corpo celeste di notevole massa, subirebbe una deflessione nella sua traiettoria. In pratica, la luce proveniente dall'oggetto piu' distante, generalmente un quasar, viene deviata dal campo gravitazionale di quello in primo piano.
Questa deviazione da' origine ad un vero e proprio miraggio cosmico, un'immagine distorta, a volte multipla dell'oggetto sullo sfondo. L'entita' della deflessione dipende quindi dalle caratteristiche del campo gravitazionale attraversato e cioe' dalla distribuzione della materia nello spazio che lo origina, dall'allineamento tra sorgente-corpo massivo-terra e dalle caratteristiche della sorgente. Le possibili combinazioni di diversi di questi fattori causano la scissione del fascio di luce in diverse componenti, e puo' dare origine a diverse immagini dello stesso oggetto, piu' o meno distorte, in posizioni leggermente diverse del cielo.
Le prime osservazioni di lenti gravitazionali risalgono al 1979, quando l'astronomo D.Walsh dell'osservatorio di Jodrell Bank, R.Carswell e R.Weymann compresero che la controparte ottica di una radiosorgente, coincideva con due oggetti di tipo stellare anziche' uno solo. Successive osservazioni permisero di concludere che si trattava in realta' della stesso oggetto duplicato. Da allora pochi esempi di lenti sono stati osservati, di queste, le piu' comuni hanno la forma di un arco; quelle quadruple, che hanno una forma a croce ben definita, sono estremamente rare. Ne sono noti solo altri due esempi in tutte le survey compiute con telescopi terrestri, il primo e' la "croce di Einstein", scoperto nel 1985 probabile quasar la cui luce viene deviata da un buco nero supermassivo al centro di una galassia vicina, il secondo e' il "trifoglio" scoperto nel 1988 un quasar la cui luce e' deviata da una massa sconosciuta.
Le nuove osservazioni di Hubble rendono possibili delle verifiche su alcune caratteristiche fondamentali dell'universo quali la distribuzione della materia oscura, l'abbondanza di buchi neri supermassivi, la determinazione esatta della costante di Hubble e quindi dell'espansione infinita o meno dell'universo.
Gli astronomi infatti possono utilizzare le immagini, in questo caso quadruplicate, delle lenti gravitazionali per valutare la densita' della materia comparando lo spostamento verso il rosso o redshift della galassia interposta e dell'oggetto deflesso, con la loro distanza geometrica (misurando l'angolo della deflessione causato dalla galassia interposta). Se la densita' della materia oscura risultasse elevata, lo spazio sarebbe curvato positivamente e l'universo finirebbe i suoi giorni collassando su se stesso, ma le analisi preliminari delle due nuove immagini di Hubble confermerebbero le ultime osservazioni che vanno in senso opposto, anche se sara' necessario individuare e studiare almeno una dozzina di lenti gravitazionali come queste prima di poter avere delle stime definitive.
Le analisi delle immagini hanno permesso inoltre di verificare la distribuzione della materia oscura nella galassia in primo piano.
"Il modello teorico utilizzato per questo tipo di lenti, mostra chiaramente che la massa di queste galassie e' composta prevalentemente da materia oscura con una distribuzione fortemente ellittica" dice Ratnaunga. Cio' significa che la misteriosa materia oscura, materia invisibile di tipo sconosciuto, rappresenta piu' del 90 per cento della massa di una tipica galassia ellittica e fornisce inoltre il limite superiore alla massa del buco nero che potrebbe risiedere al loro centro.
Le lenti sono state scoperte in una serie di immagini che coprono una porzione di cielo pari a quello della Luna piena, cio' porta gli astronomi all'ottimistica previsione dell'esistenza di oltre mezzo milione di lenti gravitazionali osservabili nel cielo stellato anche se l'ottimismo e' in parte attenuato dal fatto che Hubble potra' osservarne solo tre all'anno.
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Fonte: Nasa-STSci
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