Denumirea acestui fenomen optic (sau radio) se referă la curbarea razelor de lumină, care trec prin apropierea unui corp cu masă mare (lentilă gravitațională), astfel încât să formeze un inel aproximativ. Fenomenul a fost prezis de Einstein în 1912, primind confirmare optică în 1988, când puterea optică a instrumentelor a pătruns suficient de departe. Fenomenul se manifestă și  în domeniul undelor radio. Un alt efect al atragerii fotonilor (sau radiațiilor radio) de către masele stelare a fost observat mult mai demult prin măsurarea duratei eclipselor solare, care atesta că lumina unor stele este curbată la trecerea pe lângă o stea, suficient cât să fie măsurabilă. Acestea au fost certificate încă de la începutul sec XX prin observațiile ocultărilor de stele din timpul eclipselor de Soare.

Sute de lentile gravitaționale sunt cunoscute în prezent. Aproximativ o jumătate dintre ele sunt inele Einstein parțiale, cu diametre de până la o arcsecundă, deși, fie distribuția de masă a lentilelor nu este perfect axială simetrică, fie sursa, lentila și observatorul, nu sunt perfect aliniate. Cele mai multe inele au fost descoperite în gama radio. Gradul de completare necesar pentru o imagine văzută printr-o lentilă gravitațională pentru a se califica drept inel Einstein nu este încă definit.

 

În 2005, puterea combinată a studiului Sloan Digital Sky Survey (SDSS) cu telescopul spațial Hubble au fost utilizate în studiul numit Sloan Lens ACS (SLACS) pentru a găsi  noi lentile gravitaționale. Între rezultatele obținute 8 au prezentat inele Einstein, prezentate în imaginea de mai jos.  Începând cu anul 2009, această cercetare a descoperit 85 de lentile gravitaționale confirmate, dar nu există încă un număr pentru câte inelele Einstein se vor observa cu aceste instrumente. Această cercetare este responsabilă pentru majoritatea recentelor descoperiri ale inelelor Einstein din gama optică.

Primul inel Einstein a fost descoperit de echipa Hewitt (1988), care a observat sursa radio MG1131 + 0456. Această observație a vizat un quasar depărtat lăsat de o galaxie mai apropiată în două imagini separate, dar foarte asemănătoare ale aceluiași obiect, imaginile întinzându-se în jurul lentilei într-un inel aproape complet. Primul inel complet Einstein care a fost descoperit a fost B1938 + 666, de către King și colaboratorii (1998) prin urmărirea optică cu telescopul spațial Hubble a unei lentile gravitaționale afișate cu radiotelescopul (rețea) britanic MERLIN.  Galaxia care provoacă lentila de la B1938 + 666 este o veche galaxie eliptică, iar imaginea pe care o vedem prin satelit  este o galaxie închisă, pe care altfel nu am putea-o vedea cu tehnologia actuală.

Inelele duale – cu arce (din inel) reprezintă un alt efect posibil când sursa de gravitație, obiectivul emițător și al observatorul nu sunt perfect aliniate (imaginile de mai sus), cînd inelul nu e complet.

Mai jos avem un inel Einstein dublu sau triplu.

 

Luminile provin din trei galaxii diferite, aflate la distanțe de 3, 6 și 11 miliarde de ani lumină. Astfel de inele ne ajută în înțelegerea distribuției materiei întunecate, a energiei întunecate, a naturii unor galaxii îndepărtate și a curburii universului. Șansele de a găsi un astfel de inel dublu sunt de 1 din 10.000. Eșantionarea a 50 de inele duble adecvate ar oferi astronomilor o măsurare mai precisă a conținutului de materie întunecată a universului și a ecuației de stare a energiei întunecate la o precizie de circa 10 procente.

Cea mai drăguță imagine este cea numită  “Smiley” sau “Cheshire Cat”, a clusterului galaxiilor SDSS J1038 + 4849.

Articol de Adrian Bancu