Il telescopio spaziale Hubble della Nasa ha catturato la prima immagine in assoluto di un singolo quasar replicato sotto forma di 5 stelle uguali.
L’effetto moltiplicativo osservabile nell’immagine di Hubble e’ prodotto dal processo di lente gravitazionale, in cui il campo gravitazionale di un oggetto massivo – in questo caso, un ammasso di galassie – raccoglie ed amplifica la luce proveniente da un oggetto – in questo caso un quasar – situato dietro di esso.
Sebbene siano stati osservati molti esempi di lenti gravitazionali, questo “penta-quasar” e’ finora l’unico in cui immagini multiple di un quasar siano prodotte da un intero ammasso di galassie che agisce da lente.
Il quasar retrostante e’ il nucleo brillante di una galassia, alimentata da un buco nero che divora gas e polvere emettendo luce. Quando la luce del quasar passa attraverso il campo gravitazionale dell’ammasso di galassie che si trova tra noi ed il quasar, la luce e’ deviata dalla curvatura dello spazio-tempo dovuta al campo di gravita’ e forma cinque immagini separate del quasar che contrornano il centro dell’ammasso. La quinta immagine e’ nascosta alla destra del nucleo della galassia centrale dell’ammasso.
L’ammasso galattico che crea il fenomeno e’ conosciuto come SDSS J1004+4112 ed e’ stato scoperto grazie allo Sloan Digital Sky Survey. E’ uno dei piu’ distanti ammassi conosciuti (sette miliardi di anni-luce), ed oggi lo vediamo come doveva presentarsi quando l’universo aveva la meta’ della sua attuale eta’.
I dati spettrali presi con il telescopio Keck I mostrano che le immagini provengono effettivamente dallo stesso quasar. Tali risultati sono in accordo con quelli ottenuti sul modello della lente gravitazionale e basati unicamente sulla posizione delle immagini e la misura della luce emessa dal quasar.
Una lente gravitazionale produce sempre un numero dispari di immagini riflesse, ma una di queste e’ solitamente molto debole e posizionata all’interno del contorno dell’oggetto che fa da lente. Sebbene osservazioni precedenti di SDSS J1004+4112 avessero rivelato quattro delle immagini di questo sistema, la precisione di Hubble e l’alto potere d’ingrandimento di questa lente hanno reso la quinta immagine visibile e distinguibile dal nucleo centrale dell’ammasso.
La galassia ospitante il quasar e’ distante 10 miliardi di anni-luce ed e’ osservabile nell’immagine sotto forma di multipli archi rossi.. Questa e’ l’immagine piu’ ingrandita a nostra disposizione di una galassia ospitante un quasar.
L’immagine mostra inoltre un grande numero di archi allungati che rappresentano galassie piu’ distanti situate dietro l’ammasso, ognuna delle quali e’ spezzata in piu’ immagine distorte. La galassia piu’ distante identificata e confermata e’ lontata 12 miliardi di anni-luce (solo 1,8 miliardi di anni dopo il Big Bang).
Confrontando questa immagine con una dell’ammasso ottenuta un anno prima da Hubble, i ricercatori hanno scoperto un evento raro – una supernova che esplode in una delle galassie. La supernova e’ esplosa sette miliardi di anni fa ed i dati, insieme ad altre osservazioni di supernovae, sono usati per cercare di ricostruire come l’universo si e’ arricchito di elementi pesanti attraverso queste esplosioni.