Un Anello di Einstein per Confermare Einstein

24 Giu 2018 Un Anello di Einstein per Confermare Einstein

Gli astronomi hanno realizzato il test più preciso ad oggi della teoria della Relatività Generale al di fuori della nostra galassia. La galassia ESO 325-G004 agisce come una lente gravitazionale forte, distorcendo la luce emessa da una galassia più distante sullo sfondo, tanto da creare un anello di Einstein. Confrontando la massa di ESO 325-G004 con la curvatura dello spazio attorno ad essa, gli scienziati hanno scoperto che la gravità su queste scale astronomiche si comporta come previsto da Einstein.

Utilizzando lo strumento MUSE montato sul VLT dell’ESO, un team guidato da Thomas Collett dell’University of Portsmouth ha calcolato la massa della galassia ellittica ESO 325-G004 grazie alla misurazione del moto delle stelle che la popolano. “Abbiamo utilizzato dati del Very Large Telescope per misurare la velocità del moto delle stelle in ESO 325-G004. Questo ci ha permesso di dedurre quanta massa debba essere presente nella galassia per mantenere in orbita queste stelle”.

Nell’immagine la galassia ESO 325-G004, ripresa utilizzando dati raccolti dal telescopio Hubble e dallo strumento MUSE sul VLT. L’inserto mostra l’anello di Einstein risultato dalla distorsione della luce emessa da una sorgente distante per effetto della lente ESO 325-004. Credit:ESO, ESA/Hubble, NASA

Utilizzando inoltre il telescopio Hubble, il team ha osservato un anello di Einstein creato in seguito alla deviazione della luce emessa da una galassia più distante, situata al di là di ESO 325-G004: un fenomeno noto come lente gravitazionale e previsto dalla Teoria della Relatività Generale. L’osservazione ha consentito agli astronomi di misurare come la luce, nonchè lo spaziotempo, sia stata distorta dall’enorme massa della galassia ellittica in primo piano. Sono note poche centinaia di lenti gravitazionali forti, ma la maggior parte sono troppo lontane per poter misurare precisamente la loro massa. Tuttavia, la galassia ESO 325-G004 è una delle lenti più vicine a noi, ad appena 450 milioni di anni luce dalla Terra. “Conosciamo la massa della galassia in primo piano grazie a MUSE, e abbiamo misurato l’effetto lente gravitazionale osservato con Hubble. Abbiamo quindi messo a confronto questi due metodi per misurare la forza di gravità, e il risultato è stato quello previsto dalla Relatività Generale, con un’incertezza di appena il 9 percento”, spiega Collett. “Questo è il test più preciso ad oggi della Relatività Generale al di fuori della Via Lattea. E utilizzando una sola galassia!”.

Testare le proprietà della gravità su ampie scale è fondamentale per convalidare il nostro attuale modello cosmologico. Teorie alternative alla relatività prevedono che gli effetti della gravità sulla curvatura dello spaziotempo siano dipendenti dalla scala considerata. Questo significa che la gravità dovrebbe comportarsi in modo differente su vaste scale astronomiche rispetto al modo in cui si comporta nel nostro Sistema Solare, su piccola scala. Il team ha scoperto che questo è improbabile, almeno per scale inferiori a 6000 anni luce.

Questo schema rappresenta come la luce di una galassia distante viene distorta dall’effetto gravitazionale di una galassia in primo piano, che agisce come una lente. Credit: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al.

“L’Universo è un luogo straordinario: ci regala queste lenti naturali che possiamo utilizzare come laboratori”, aggiunge Bob Nichol dell’University of Portsmouth, un membro del team. “È così entusiasmante utilizzare i migliori telescopi al mondo per sfidare Einstein, solo per scoprire quanto aveva ragione”.
[ Barbara Bubbi ]

http://www.eso.org/public/news/eso1819/

Immagine principale ripresa dal telescopio Hubble di un gruppo di galassie nell’ammasso Abell S0740, situato a 450 milioni di anni luce di distanza nella Costellazione del Centauro. La gigantesca galassia ellittica ESO 325-G004 domina al centro dell’ammasso.
Credit: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

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