TEMES

Lents gravitatòries

Quan la relativitat ens permet "veure més lluny"
gravitational_lens-full.jpg
Dibuix esquemàtic de les lents gravitacionals

L’observació del cel amb grans telescopis ha permès descobrir objectes força peculiars i fenòmens curiosos que en alguns casos han esdevingut proves irrefutables de teories científiques. Aquest és el cas de les lents gravitatòries que demostren la teoria general de la relativitat d’Albert Einstein.

Aquesta teoria exposa que la llum es veu desviada per efecte de l’atracció gravitatòria, fet que nosaltres no notem quotidianament però sí que es nota quan entren en joc els objectes més massius de l’univers. L’efecte de lent gravitatòria n'és una conseqüència directa. L’escenari és ben simple, es produeix aquest efecte quan la llum procedent d’un objecte distant i brillant, com podria ser un quàsar o una galàxia ordinària, es veu corbada per la presència, en el seu camí cap a nosaltres, d’un objecte molt massiu com pot ser una galàxia o un cúmul de galàxies.

Aquest efecte ja va ser predit per Einstein i, com vam escriure fa un any (llegiu en aquest blog "El centenari de l'eclipsi d'Eddington"), provat amb força controvèrsia l’any 1919 per Arthur Eddington en la desviació de la llum d’estels durant l’eclipsi de Sol d’aquell any. L’efecte és major com més massiu és l’objecte que s’interposa, i ha esdevingut un mètode per detectar forats negres, matèria fosca i fins i tot exoplanetes.

Es consideren tres tipus de lents gravitatòries. Les fortes, que produeixen efectes notablement visibles, com els anomenats anells d’Einstein o imatges múltiples de l’objecte situat al darrere. Les dèbils, que són aquelles que requereixen l'estudi de diversos objectes per analitzar si hi ha la desviació. I finalment, les microlents, que detecten només un canvi de brillantor en l’objecte situat al darrere.

Gràcies a aquest fenomen s’han pogut detectar les galàxies més llunyanes mai observades per l’efecte de lent que els provoca un objecte massiu, normalment un cúmul de galàxies situat a la mateixa visual. L’observació dels arcs i anells produïts permeten avaluar les característiques de la galàxia llunyana, i alhora aquestes distorsions permeten conèixer paràmetres, com la massa, del mateix cúmul de galàxies que estava interposant-se i generant l’efecte.

En el cas de les microlents han servit per detectar diversos exoplanetes, o per exemple l’any 2018, van permetre identificar l’estrella més llunyana observada individualment, anomenada Icarus, una supergegant blava situada en una galàxia a quasi 10 mil milions d’anys llum del sistema solar.

einstein_cross.jpg
Creu d’Einstein

Sabies que...?

Les lents gravitatòries donen lloc a imatges especialment vistoses en el món de l’observació astronòmica. Una de les més famoses és l’anomenada creu d’Einstein. El quàsar Q2237+030 se’ns presenta com quatre punts de llum fent la forma de creu; això és degut al fet que la seva llum es veu desviada de forma múltiple per objectes massius menys brillants situats entre el quàsar i nosaltres.

Nota: Una versió inicial d'aquest article va ser publicada al suplement "Lectura" del diari Segre (13 de setembre de 2020):

Contacta amb Divulcat