Una nueva imagen del telescopio espacial Hubble observa la guarida de un leviatán cósmico, un monstruoso cúmulo de galaxias ubicado a nueve mil millones de años luz de distancia en la constelación de Draco.
Como un monstruo marino en el mito antiguo sumergido y esperando para arrebatar a los desafortunados marineros a su perdición, esta bestia celestial se puede ver por las ondas que la rodean. Sin embargo, este leviatán es tan titánico que las ondas no viajan por la superficie de un océano o lago, sino que son distorsiones en la estructura de tiempo espacial sí mismo.
Este cúmulo de galaxias en particular, conocido como eMACS J1823.1+7822, es uno de los cinco seleccionados para la observación por los astrónomos del Hubble para determinar la fuerza de este efecto de «deformación», que fue predicho por primera vez por La teoría de la relatividad general de Albert Einstein.
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La teoría de 1915, que en ocasiones se denomina teoría geométrica de la gravedad de Einstein, predice que, al igual que las bolas de bolos colocadas en un trampolín crean una depresión, los objetos con masa hacen que se deforme el tejido mismo del espacio-tiempo. Esta curvatura da lugar a la fuerza de gravedad. Y cuanto mayor es la masa de un objeto cósmico, más extrema es la deformación del espacio que provoca.
La luz viaja a través del universo en línea recta, pero cuando encuentra una deformación causada por un objeto verdaderamente masivo, su camino es curvo. Cuando el objeto combado está entre Tierra y un objeto de fondo, puede curvar la luz de tal manera que la posición aparente del objeto de fondo se desplace.
Pero cuando el «objeto de lente» o intermedio es verdaderamente masivo, como un grupo monstruoso de galaxiaspor ejemplo, la luz de la fuente de fondo tarda una cantidad diferente de tiempo en llegar a la Tierra dependiendo de qué tan cerca pase de la lente cósmica natural.
Este efecto, llamado lentes gravitacionales, puede hacer que objetos individuales aparezcan en múltiples puntos del cielo, a menudo en arreglos sorprendentes llamados anillos de Einstein y cruces de Einstein. También puede hacer que los objetos de fondo aparezcan amplificados en el cielo, un poderoso efecto que los astrónomos usan para observar galaxias débiles distantes y tempranas.
La distorsión causada por cúmulos masivos como eMACS J1823.1+7822 también puede ayudar a los astrónomos a estudiar misteriosos materia oscura, que representa alrededor del 85% de la masa del universo pero es invisible porque no interactúa con la radiación electromagnética. Sin embargo, debido a que la materia oscura interactúa gravitatoriamente, la lente de luz de una galaxia o un cúmulo galáctico puede ayudar a los investigadores a mapear la distribución de la materia oscura.
En la nueva imagen del Hubble, eMACS J1823.1+7822, formado por una colección de galaxias elípticas, actúa como una lente gravitatoria. El cúmulo deforma la forma de las galaxias a su alrededor, dándoles una forma ligeramente alargada, convirtiendo algunas en arcos y otras en rayas brillantes.
Esta imagen en particular fue creada utilizando la Cámara avanzada para sondeos del Hubble y su instrumento Wide Field Camera 3, los cuales tienen la capacidad de ver galaxias y estrellas en longitudes de onda de luz específicas. Observar objetos en diferentes longitudes de onda de esta manera permite obtener una imagen más completa de la estructura, dicen los investigadores.
A su vez, tales observaciones pueden revelar la composición y el comportamiento de un objeto que estaría oculto solo en la luz visible. Cuando se combina con el uso de cúmulos como eMACS J1823.1+7822, la lente gravitacional permite hacer esto para algunas de las galaxias más antiguas del universo. Observatorios tan poderosos como el Hubble y el Telescopio espacial James Webb puede sondear las condiciones encontradas poco después de la Big Bang y el mismo nacimiento del universo.
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