di e con Loris Lorenzini
Il cielo è una galleria di illusioni ottiche
Le Lenti Gravitazionali
I telescopi più potenti non si trovano in cima alle montagne, ma
nel profondo dello spazio. Sono le lenti gravitazionali, ormai uno
degli strumenti piu importanti dell’astronomia.
Le lenti gravitazionali sono un effetto ottico dovuto alla deviazione
della luce a causa del passaggio nei pressi di un campo
gravitazionale molto forte.
Si vedono quasar quadrupli, galassie a forma stirata come dei
filamenti lunghi e sottili. E poi stelle che scompaiono per poi
riapparire.
La luce di un oggetto viaggia normalmente in linea retta, ma se nel
suo cammino passa nei pressi di un altro corpo la sua luce ne può
essere deviata proprio come fa una lente.
Lente ottica
convessa,
concentra i raggi
in un punto
Lente
gravitazionale,
concentra i
raggi in una
linea.
Come funziona l'effetto lente?
Ci vogliono:
- Una sorgente lontana di luce.
- Una massa intermedia che funga da lente.
- Un osservatore sulla terra
- Lo spazio nel quale collocare questi tre elementi.
Questa distorsione simulata dimostra l’effetto di lente prodotto da un ammasso stellare (in
alto a sinistra). Quando una lente non è un oggetto singolo ma un gruppo di oggetti, la
situazione risultante può essere piuttosto complicata. Gli astronomi la visualizzano
preparando una mappa a colori (in alto a destra) che mostra l’ingrandimento in funzione della
posizione.
L’ammasso ingrandisce una luce in misura piccola (blu), moderata (verde), o grande (rosso).
Le linee in giallo sono le cosiddette “caustiche” in corrispondenza delle quali
l’ingrandimento è estremamente elevato.
L’ingrandimento non uniforme può distorcere in maniera fantasmagorica anche una testata di
rivista del tutto tradizionale.
Quasar
Quasar quadruplo
Q2237+0305
Per esser certi che non siano illusioni ottiche si devono rispondere a queste
domande:
Quasar
Sono alla stessa distanza, misurata con l'effetto doppler?
I loro spettri sono identici o quasi?
Esiste una galassia o una possibile lente tra noi e loro?
La luminosità dei quasar varia esattamente nello stesso modo?
Quasar
doppio
HE11041805 posto
a cavallo di
una debole
galassia
Anelli di Einstein
Quasar
Quando una galassia lente
ha simmetria sferica, può
ridistribuire la luce di un
quasar o di una galassia di
fondo come un cerchio
perfetto. Più l'anello è
grande più è grande la sua
massa.
La Costante di Hubble:
Quasar
La Costante di Hubble, cioè la misura della velocità di espansione dell'universo,
può essere ricavata dal fatto che la variazione della luminosità dei due quasar
osservati nel tempo genera un'oscillazione che ha un ritardo tra una immagine e
l'altra che nel caso di q0957+561 è risultata essere di 417 giorni, dal che se ne
deduce che il quasar si trova a 14 miliardi di AL di distanza. Il dato ottenuto con
questo metodo è appena al di sotto del previsto.
L'effetto microlente:
Quasar
Se di fronte ad un quasar non passa una galassia ma una
singola stella od un ammasso stellare la deviazione della luce
sarà ovviamente rapida e di piccola entità, così si vedranno
quasar con picchi di luce improvvisi e repentini spegnimenti.
Galassie
Archi luminosi giganti:
Se la lente non è
una singola
galassia ma
addirittura una
ammasso di
galassie,
l'immagine
risultante potrà
essere fatta da
una serie di archi
ed archetti
distorti.
Ne sono noti un
centinaio.
Galassie
Archi luminosi giganti:
Se la lente non è
una singola
galassia ma
addirittura una
ammasso di
galassie,
l'immagine
risultante potrà
essere fatta da
una serie di archi
ed archetti
distorti.
Ne sono noti un
centinaio.
Galassie
Archi luminosi giganti:
Se la lente non è
una singola
galassia ma
addirittura una
ammasso di
galassie,
l'immagine
risultante potrà
essere fatta da
una serie di archi
ed archetti
distorti.
Ne sono noti un
centinaio.
Galassie
Questo è il meccanismo ...
La Deformazione cosmica:
Galassie
Su scala ancora più grande non è più possibile
notare la deformazione dovuta al campo
gravitazionale, ma analizzando migliaia di galassie
é possibile notare variazioni statistiche che
producono l'immagine che mostra la deformazione
a livello cosmico dovuta alla materia oscura
Stelle:
I
MACHO
cioè oggetti massicci e compatti
dell'alone (della galassia), ne sono stati
notati molte centinaia. Sono rilevabili
sottoponendo ad osservazione milioni
di stelle contemporaneamente, finchè
non si notano variazioni di luminosità
che durano poche settimane o qualche
mese, e che se la risoluzione dei
telescopi lo permettesse si
presenterebbero così.
Pianeti
Stelle:
Applicando questa tecnica in direzione del centro della galassia si
sono rilevati degli incrementi molto veloci nei picchi luminosi, solo
qualche ora, e ciò ha portato a dedurne che si sia trattato del
transito di qualche pianeta che ruota attorno alla stella lente.
Nell'ammasso globulare m22 è stato notato un lampo solitario che
ha fatto presumere possa trattarsi di un pianeta che vaga per lo
spazio non attorno ad una stella ma solitario. Ipotesi che fino ad
oggi non era mai stata considerata
Tratto dall’articolo “Il caleidoscopio della
gravità“ di Joachim Wambsganss,
Le Scienze N°400 del dicembre 2001
. .... .........
Grazie
Fine