L’anno scorso il telescopio spaziale James Webb ha scoperto una galassia inspiegabilmente densa all’interno di un “anello di Einstein”. Ora, i ricercatori pensano di poter spiegare questo enigma cosmico. Nel campo di una delle indagini su vasta area del JWST, COSMOS-Web, è stato scoperto un anello di Einstein attorno a una galassia compatta e distante. Risulta essere la lente gravitazionale più distante mai scoperta, di pochi miliardi di anni luce.
I ricercatori potrebbero aver risolto il mistero del perché una galassia distante circondata da un “anello di Einstein” stranamente perfetto è più densa di quanto dovrebbe essere: la galassia, scoperta dal telescopio spaziale James Webb ( JWST ), viene compressa da un massiccio alone di materia oscura. Gli anelli di Einstein, previsti per la prima volta dalla teoria della relatività di Albert Einstein , sono aloni luminosi creati da un fenomeno chiamato lente gravitazionale, che si verifica quando la luce proveniente da un oggetto distante viene deformata attorno a un “oggetto in primo piano” situato direttamente tra l’oggetto distante e l’osservatore. La luce sembra piegata dalla gravità . Ma in realtà, la luce viaggia in linea retta attraverso lo spazio-tempo che è stato deformato dalla pesante massa dell’oggetto in primo piano. Nel settembre 2023, gli astronomi hanno scoperto un anello di Einstein , denominato JWST-ER1, nei dati raccolti da JWST. La struttura luminosa è composta da due parti: JWST-ER1r, che è l’anello luminoso vero e proprio fatto di luce proveniente dalla galassia lontana; e JWST-ER1g, che è l’oggetto in primo piano che riflette la luce della galassia lontana. JWST-ER1r si trova a circa 21 miliardi di anni luce dalla Terra, il che lo rende l’oggetto dotato di lente gravitazionale più distante mai scoperto; dopo aver adeguato il tasso di espansione dell’universo, i ricercatori hanno stimato che la galassia sia nata circa 10,3 miliardi di anni fa, ovvero circa 3,4 miliardi di anni dopo il Big Bang . Al momento di questa scoperta, i ricercatori notarono che l’oggetto della lente, JWST-ER1g, era insolitamente denso. Le dimensioni e la forma dell’anello che circondava questa galassia suggerivano che avesse una massa di circa 650 miliardi di soli, un valore molto elevato per una galassia delle sue dimensioni. Una grande quantità di questa massa è probabilmente materia oscura , una misteriosa forma di materia che non interagisce con la luce ma costituisce circa l’85% di tutta la materia nell’universo . Ma anche tenendo conto di questa misteriosa sostanza, la galassia sembra ancora troppo massiccia per le sue dimensioni. “È necessaria una massa aggiuntiva per spiegare i risultati dell’effetto lente”, scrissero i ricercatori in un articolo all’epoca. Tuttavia, non hanno fornito alcuna spiegazione su cosa potrebbe essere questa “massa aggiuntiva”.
Ma in un nuovo studio, pubblicato l’11 aprile su The Astrophysical Journal Letters , un nuovo gruppo di ricercatori ha proposto una spiegazione per l’insolita densità di JWST-ER1g: un alone di materia oscura che circonda la galassia viene compresso in uno spazio sempre più ristretto come avviene normalmente. la materia collassa al suo interno, risultando in una maggiore densità della sostanza misteriosa. “I nostri studi numerici mostrano che questo meccanismo può spiegare l’elevata densità di materia oscura di JWST-ER1g”, ha detto in una dichiarazione l’autore principale dello studio Demao Kong , ricercatore nel dipartimento di fisica e astronomia dell’Università della California, Riverside (UCR). . Questo non è il primo vero anello di Einstein individuato con JWST. Nel settembre 2022, un utente Reddit ha attinto ai dati del telescopio per rivelare un anello di luce perfettamente circolare a circa 12 miliardi di anni luce dalla Terra. JWST ha anche utilizzato la lente gravitazionale per catturare la stella più distante mai rilevata e alcune delle galassie più antiche dell’universo . I ricercatori sperano che il telescopio possa aiutare a identificare più anelli di Einstein per testare ulteriormente la loro teoria. “JWST ci offre un’opportunità senza precedenti di osservare le antiche galassie formatesi quando l’universo era giovane”, ha affermato nella dichiarazione il coautore dello studio Hai-Bo Yu , professore nel dipartimento di fisica e astronomia dell’UCR. “Ci aspettiamo di vedere altre sorprese da JWST e di saperne presto di più sulla materia oscura.”
