di e con Loris Lorenzinidi e con Loris Lorenzini

Il cielo è una galleria di illusioni ottiche

Le Lenti Gravitazionali

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.

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.

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 questedomande:

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 HE1104-1805 posto a cavallo di una debole galassia

Anelli di EinsteinQuasar

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:

QuasarLa 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.

GalassieArchi 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.

GalassieArchi 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.

GalassieArchi 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.

GalassieQuesto è il meccanismo ...

Galassie

La Deformazione cosmica:

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: 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.

I I MACHOMACHO

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

Stelle:

Pianeti

Tratto dall’articolo “Il caleidoscopio della gravità“ di Joachim Wambsganss,

Le Scienze N°400 del dicembre 2001

Grazie. .... .........

Fine