Un team internazionale guidato da ricercatori dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) e dell'Università di La Laguna (ULL) ha scoperto una delle galassie "non attive" più luminose dell'universo primordiale. La scoperta di BG1429+1202 è stata resa possibile dall'"aiuto" di un'enorme galassia ellittica lungo la linea di vista dell'oggetto, che agiva come una specie di lente, amplificando la luminosità e distorcendo l'immagine osservata. I risultati, pubblicato in Lettere per riviste astrofisiche , fanno parte del progetto BELLS GALLERY, basato sull'analisi di un milione e mezzo di spettri di galassie della Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Il fenomeno della lente gravitazionale, previsto dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein, viene prodotta quando la luce viene deviata mentre passa da un oggetto molto massiccio. Per un osservatore lontano la massa della galassia ellittica agisce sulla luce come se fosse un enorme obiettivo, producendo un'immagine molto più luminosa della sorgente, BG1429+1202, permettendoci di vedere dettagli che altrimenti sarebbero troppo deboli da rilevare.

"Questo è uno dei pochi casi conosciuti di galassie", dice Rui Marques Chaves, uno studente di dottorato allo IAC-ULL e primo autore dell'articolo, "con una luminosità apparente molto elevata e anche una luminosità intrinsecamente elevata. Le osservazioni hanno permesso di determinarne le proprietà chiave in un tempo molto breve". Per studiare questo sistema, due telescopi all'Osservatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma):il Gran Telescopio CANARIAS (GTC) e il William Herschel Telescope (WHT), del gruppo di telescopi Isaac Newton (ING). Il sistema è formato da una massiccia galassia ellittica a distanza di 5, 400 milioni di anni luce, e dietro c'è BG1429+1202, che emette radiazioni alfa Lyman, 11, A 400 milioni di anni luce da noi (lo vediamo come se fossero solo circa 2, 300 milioni di anni dopo il Big Bang). La galassia lente produce quattro immagini distinte della galassia lontana, con un flusso che è nove volte più grande di quello che sarebbe senza questa lente naturale che si trova lungo la linea di vista.

Alta luminosità ultravioletta

Una caratteristica eccezionale di BG1429+1202 è la sua altissima luminosità nella riga di emissione alfa di Lyman, uno dei più luminosi nella gamma dell'ultravioletto, perché altri casi simili di galassie con lenti non mostrano un'emissione così forte in questa linea. Sebbene l'effetto della lente gravitazionale sia stato utilizzato in molti progetti di ricerca, il metodo di selezione di galassie emittenti Lyman-alfa distanti è stato utilizzato per la prima volta nel progetto BELLS GALLERY. "Abbiamo analizzato circa un milione e mezzo di spettri di galassie", aggiunge Yiping Shu, un astronomo presso gli Osservatori Astronomici Nazionali (NAOC), a Pechino (Cina) e primo autore di precedenti pubblicazioni dello stesso progetto. "Sono stati ottenuti con il telescopio Sloan, presso l'Osservatorio di Apache Point nel New Mexico (USA), e abbiamo rilevato emissioni in Lyma-alfa da galassie molto più lontane delle loro lenti in 187 casi, di cui siamo passati ad osservarne 21 con il telescopio spaziale Hubble. Queste osservazioni confermano che la maggior parte di questi oggetti sono dotati di lenti gravitazionali".

L'aumento della luminosità apparente (la luminosità osservata dalla Terra) di galassie lontane che viene prodotta dalle lenti gravitazionali permette di ottenere dati di migliore qualità. "Con telescopi come il GTC e il WHT", spiega Ismael Pérez Fournon, ricercatore presso IAC-ULL e coordinatore di questo articolo, "Possiamo effettuare studi che sarebbero impossibili senza la presenza delle lenti. In pratica è come se stessimo osservando già con uno dei futuri telescopi giganti, come l'Extremely Large European Telescope (E-ELT) di 39 m o il Thirty Meter Telescope (TMT)." "BG1429+1202 è così luminoso che può essere visto anche sulle immagini fotografiche del Digital Sky Survey", aggiunge Paloma Matínez Navajas, un ricercatore dell'IAC e un altro degli autori dello studio.

Nonostante i numerosi studi precedenti sulle lenti gravitazionali basati su immagini e spettri della Sloan Digital Sky Survey, BG1429+1202 non era stato notato fino a questo lavoro. "Scoperte come BG1429+1202 dimostrano il modo in cui grandi set di dati astronomici da grandi rilievi possono essere estratti per nuove applicazioni astrofisiche. Al National Optical Astronomy Observatory (NOAO, a Tucson, Arizona USA), stiamo implementando funzionalità ad accesso aperto per supportare questo tipo di progetti di ricerca archivistica su scala di indagine utilizzando dati di imaging pubblici ad ampio campo dalla Dark Energy Camera e altri strumenti, così come futuri set di dati da progetti come il Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), conclude Adam Bolton, Direttore associato del NOAO e autore di questo documento.