Cruz de Einstein: ¿Qué es el cuásar y la lente gravitacional?
Descubre la Cruz de Einstein: cómo un cuásar a 8.000 millones de años luz se multiplica en cuatro por la lente gravitacional y qué revelan estos fenómenos del universo.
La Cruz de Einstein es la imagen múltiple de un cuásar muy distante, conocido como QSO 2237+0305, que se encuentra a unos 8.000.000.000 de años luz (ly) —aproximadamente 2.500.000.000 de parsecs (pc)— de la Tierra. La configuración recibe su nombre porque las cuatro imágenes del cuásar forman un patrón en cruz alrededor del núcleo de la galaxia lente, evocando la famosa disposición predicha por la teoría de la relatividad general de Einstein.
El cuásar está alineado prácticamente detrás de ZW 2237+030, la denominada lente de Huchra: una galaxia espiral relativamente cercana que actúa como lente. Cuatro imágenes puntuales del mismo cuásar aparecen alrededor de esta galaxia de primer plano debido a la fuerte lente gravitacional, que desvía y amplifica la luz del fondo al pasar por el campo gravitatorio de la galaxia intermedia.
Según su corrimiento al rojo, el cuásar tiene un desplazamiento al rojo z≈1,70 (lo que corresponde a la distancia de ~8.000 millones de años luz), mientras que la galaxia lente presenta un corrimiento mucho menor, z≈0,04, situándola a sólo unos cientos de millones de años luz (del orden de ~400 millones de años luz) de nosotros.
Los astrónomos aficionados pueden detectar parte de la Cruz de Einstein con telescopios de gran apertura: se recomiendan espejos de 18 pulgadas (≈46 cm) o mayores y condiciones de cielo excepcionalmente oscuras y estable. Las cuatro imágenes aparecen como puntos muy próximos al núcleo de la galaxia lente y requieren buena resolución y experiencia para distinguirlas del brillo galáctico.
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Cómo funciona la lente gravitacional en este caso
Cuando la luz del cuásar atraviesa la región alrededor de la galaxia lente, la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa de la galaxia desvía los rayos luminosos. Dependiendo de la alineación entre observador, lente y fuente, la luz se puede dividir en múltiples trayectorias visibles como imágenes separadas, arcos o incluso un anillo de Einstein. En la Cruz de Einstein la alineación es tal que se forman cuatro imágenes simétricas alrededor del núcleo de la galaxia.
Importancia científica
- Mapa de masa de la lente: el patrón y las posiciones de las imágenes permiten reconstruir la distribución de masa (tanto visible como oscura) en la galaxia lente.
- Microlenteo estelar: estrellas individuales en la galaxia lente provocan variaciones de brillo en las imágenes del cuásar en escalas de tiempo de meses a años. Ese microlenteo sirve para estudiar la estructura del cuásar (tamaño del disco de acreción, regiones emisoras) a escalas muy pequeñas.
- Constante de Hubble y cosmología: en sistemas de lente con mediciones precisas del desfase temporal entre imágenes se puede estimar la tasa de expansión del universo y otras cantidades cosmológicas.
Breve historia y observación
La Cruz de Einstein (Q2237+0305) fue identificada y estudiada desde finales del siglo XX; uno de los trabajos clave vinculó el efecto al descubrimiento de Huchra y colaboradores. Desde entonces ha sido objeto de seguimiento fotométrico y espectroscópico continuo para medir variaciones luminosas y estudiar tanto la estructura del cuásar como la población estelar de la galaxia lente.
En resumen, la Cruz de Einstein es un laboratorio natural excepcional: combina la predicción teórica de la relatividad general con observaciones detalladas que permiten investigar materia oscura, la física de cuásares y los efectos de microlenteo estelar. Para los observadores aficionados representa un desafío atractivo que recompensa con la visión de uno de los fenómenos más llamativos de la astrofísica moderna.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la Cruz de Einstein?
R: La Cruz de Einstein es una imagen de un cuásar que se encuentra a 8.000.000.000 de años luz.
P: ¿A qué distancia se encuentra de la Tierra la galaxia ZW 2237+030?
R: ZW 2237+030, la galaxia lente, está a sólo 400 millones de años luz de la Tierra.
P: ¿Cuántas imágenes del mismo cuásar lejano aparecen alrededor de la galaxia en primer plano debido a una fuerte lente gravitacional?
R: Cuatro imágenes del mismo cuásar lejano aparecen alrededor de la galaxia en primer plano debido a una fuerte lente gravitacional.
P: ¿Por qué los astrónomos aficionados necesitan cielos extremadamente oscuros y grandes espejos de telescopio para ver la Cruz de Einstein?
R: Los astrónomos aficionados necesitan cielos extremadamente oscuros y grandes espejos de telescopio con diámetros de 18 pulgadas o más para ver la Cruz de Einstein, ya que se encuentra a 8.000 millones de años luz de distancia.
P: ¿Qué importancia tiene el desplazamiento al rojo del cuásar?
R: El desplazamiento al rojo del cuásar determina que se encuentra a unos 8.000 millones de años luz de la Tierra.
P: ¿Cómo se llama la galaxia que hace de lente?
R: El nombre de la galaxia lente es ZW 2237+030, también conocida como lente de Huchra.
P: ¿A cuántos pársecs está la Cruz de Einstein?
R: La Cruz de Einstein está a 2.500.000.000 de pársecs.
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Autor
AlegsaOnline.com Cruz de Einstein: ¿Qué es el cuásar y la lente gravitacional? Leandro Alegsa
URL: https://es.alegsaonline.com/art/30491
Fuentes
- hubblesite.org : "The gravitational lens G2237 + 0305"
- observing.skyhound.com : "Focus on Einstein's Cross"