Un anillo de Einstein completo en NGC6505

Fuente Astrobitos

El universo está lleno de sorpresas, y el telescopio espacial Euclid acaba de revelar una de ellas: un anillo de Einstein completo alrededor de la galaxia elíptica NGC 6505. Este impresionante fenómeno cósmico ocurre cuando la luz de una galaxia distante es curvada en un círculo casi perfecto por la atracción gravitacional de una galaxia en primer plano, actuando como una lente natural en el espacio. El descubrimiento, reportado por un equipo de astrónomos a principios de 2025, es notable ya que marca la primera lente gravitacional fuerte encontrada en el sondeo de Euclid y la primera en una galaxia del Catálogo General Nuevo (NGC).

¿Qué es un Anillo de Einstein?

Un anillo de Einstein es un caso particular de un sistema de lente gravitacional fuerte. Recordemos que de acuerdo a la teoría de la relatividad general de Einstein, el espacio-tiempo se curva en presencia de una distribución de masa. Cuando la luz de una galaxia de fondo pasa cerca de una galaxia en primer plano masiva, el intenso campo gravitacional curva y magnifica la luz, formando múltiples imágenes. Si se da el caso de que la fuente, el lente y el observador están alineados, el resultado es un anillo de Einstein completo.

Serendipia astronómica

NGC 6505, ubicada en un desplazamiento al rojo de z = 0.042, es una galaxia elíptica relativamente cercana y que en este caso está actuando como el lente principal del sistema. A pesar de ser conocida desde finales del siglo XIX, su condición de lente gravitacional pasó desapercibida hasta las observaciones de Euclid. El descubrimiento se realizó de manera fortuita mientras los astrónomos examinaban los datos del Euclid Visible Camera (VIS) y el Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP). Imágenes y espectroscopía adicionales de Keck Cosmic Web Imager (KCWI) y el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) confirmaron la presencia del anillo y proporcionaron detalles cruciales sobre sus propiedades. Para dar un poco de contexto, antes de este descubrimiento, solamente se conocían aproximadamente 5 anillos de Einstein completos que se podrían clasificar como cercanos.

La galaxia fuente detrás de la lente tiene un desplazamiento al rojo de z = 0.406, lo que significa que su luz ha estado viajando durante aproximadamente 4.4 mil millones de años hasta llegar a nosotros. El anillo de Einstein tiene un radio de 2.5 segundos de arco, correspondiente a una distancia física de aproximadamente 2.1 kiloparsecs en el desplazamiento al rojo de la lente. Esto lo ubica dentro del radio efectivo de NGC 6505, proporcionando una oportunidad única para estudiar la distribución de masa, incluida la materia oscura, en la región central de la galaxia.

Explorando la Materia Oscura y las Poblaciones Estelares

Uno de los objetivos científicos clave al estudiar lentes gravitacionales como esta es comprender la distribución de la materia oscura en las galaxias. Analizando la forma en que la luz se curva, los astrónomos pueden estimar la fracción de materia oscura dentro del radio de Einstein, que se encontró en aproximadamente 11.1%. Esto sugiere que la mayor parte de la masa en la región central de NGC 6505 proviene de estrellas en lugar de materia oscura, consistente con estudios previos de galaxias elípticas.

Otro objetivo es estudiar la función inicial de masa (IMF, por sus siglas en inglés), la describe cuántas estrellas pequeñas hay en comparación con cuántas estrellas masivas se forman en un evento de nacimiento estelar. La IMF es un concepto clave en muchas áreas de la astronomía. Por ejemplo, debido a que el brillo de una estrella depende de su masa, dos galaxias de la misma edad y luminosidad pueden tener masas muy distintas si sus IMFs son diferentes. En el caso del artículo original, la IMF es importante dado que también influye en nuestra comprensión de la formación y evolución estelar, ya que la distribución de masas de las estrellas recién formadas determina el tipo y la cantidad de remanentes estelares que se generarán con el tiempo.

En el caso de NGC 6505, los científicos descubrieron que las estrellas en la región central siguen una IMF más pesada que la que inferimos cerca del sistema solar, lo que significa que contienen más estrellas masivas de lo que típicamente se encuentra en galaxias como la nuestra. Este resultado se alinea con otros estudios que sugieren que los centros de las galaxias elípticas masivas tienen una historia de formación estelar distinta en comparación con sus regiones exteriores.

¿Por qué es Importante Este Descubrimiento?

Este hallazgo es significativo por varias razones. La mayoría de las lentes gravitacionales fuertes se encuentran a desplazamientos al rojo mucho mayores, por lo que un anillo de Einstein cercano como este proporciona una visión detallada de cómo las galaxias curvan la luz y cómo se distribuye su masa. Además, las observaciones de Euclid con alta relación señal-ruido hacen de este uno de los sistemas de lentes gravitacionales mejor resueltos jamás vistos, permitiendo una modelización precisa de la lente y la fuente. También es relevante en la exploración de la materia oscura y la formación estelar, ya que la capacidad de separar las contribuciones de la materia estelar y oscura dentro del radio de Einstein proporciona información clave sobre la formación y evolución de galaxias. Finalmente, este descubrimiento marca un avance hacia más hallazgos, ya que se espera que Euclid encuentre más de 100,000 nuevas lentes gravitacionales. Este primer descubrimiento es una señal prometedora de que se revelarán muchas más lentes notables en los próximos años.

Referencia

• Euclid: A complete Einstein ring in NGC 6505. C. M. O’Riordan, L. J. Oldham, A. Nersesian, T. Li, T. E. Collett, D. Sluse, B. Altieri, B. Clément, K. G. C. Vasan, S. Rhoades, Y. Chen, T. Jones, C. Adami, R. Gavazzi, S. Vegetti, D. M. Powell, J. A. Acevedo Barroso, I. T. Andika, R. Bhatawdekar, A. R. Cooray, G. Despali, J. M. Diego, L. R. Ecker, A. Galan, P. Gómez-Alvarez, L. Leuzzi, M. Meneghetti, R. B. Metcalf, M. Schirmer, S. Serjeant, C. Tortora, M. Vaccari, G. Vernardos, M. Walmsley, A. Amara, S. Andreon, N. Auricchio, H. Aussel, C. Baccigalupi, M. Baldi, A. Balestra, S. Bardelli, A. Basset, P. Battaglia, R. Bender, D. Bonino, E. Branchini, M. Brescia, J. Brinchmann, A. Caillat, S. Camera, V. Capobianco, C. Carbone, J. Carretero, S. Casas, F. J. Castander, M. Castellano, G. Castignani, S. Cavuoti, A. Cimatti, C. Colodro-Conde, G. Congedo, C. J. Conselice, L. Conversi, Y. Copin, L. Corcione, F. Courbin, H. M. Courtois, M. Cropper, A. Da Silva, H. Degaudenzi, G. De Lucia, A. M. Di Giorgio, J. Dinis, F. Dubath, C. A. J. Duncan, X. Dupac, S. Dusini, M. Farina, S. Farrens, F. Faustini, S. Ferriol, N. Fourmanoit, M. Frailis, E. Franceschi, M. Fumana, S. Galeotta, W. Gillard, B. Gillis, C. Giocoli, B. R. Granett, A. Grazian, F. Grupp, L. Guzzo, S. V. H. Haugan, J. Hoar, H. Hoekstra, W. Holmes, I. Hook, F. Hormuth, A. Hornstrup, P. Hudelot, K. Jahnke, M. Jhabvala, B. Joachimi, E. Keihänen, S. Kermiche, A. Kiessling, M. Kilbinger, R. Kohley, B. Kubik, M. Kümmel, M. Kunz, H. Kurki-Suonio, O. Lahav, R. Laureijs, D. Le Mignant, S. Ligori, P. B. Lilje, V. Lindholm, I. Lloro, G. Mainetti, E. Maiorano, O. Mansutti, O. Marggraf, K. Markovic, M. Martinelli, N. Martinet, F. Marulli, R. Massey, E. Medinaceli, S. Mei, M. Melchior, Y. Mellier, E. Merlin, G. Meylan, M. Moresco, L. Moscardini, R. Nakajima, R. C. Nichol, S.-M. Niemi, J. W. Nightingale, C. Padilla, S. Paltani, F. Pasian, K. Pedersen, W. J. Percival, V. Pettorino, S. Pires, G. Polenta, M. Poncet, L. A. Popa, L. Pozzetti, F. Raison, R. Rebolo, A. Renzi, J. Rhodes, G. Riccio, H.-W. Rix, E. Romelli, M. Roncarelli, E. Rossetti, B. Rusholme, R. Saglia, Z. Sakr, A. G. Sánchez, D. Sapone, B. Sartoris, P. Schneider, T. Schrabback, A. Secroun, G. Seidel, S. Serrano, C. Sirignano, G. Sirri, L. Stanco, J. Steinwagner, P. Tallada-Crespí, I. Tereno, R. Toledo-Moreo, F. Torradeflot, I. Tutusaus, L. Valenziano, T. Vassallo, G. Verdoes Kleijn, A. Veropalumbo, Y. Wang, J. Weller, A. Zacchei, G. Zamorani, E. Zucca, C. Burigana, P. Casenove, A. Mora, V. Scottez, M. Viel, M. Jauzac, H. Dannerbauer. A&A 694 A145 (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202453014