(a sinistra) Un'immagine nel vicino infrarosso di un quasar la cui luce ha viaggiato per circa 10 miliardi di anni e che è stata distorta da una galassia interposta in un insieme di quattro immagini dello stesso quasar (con lenti gravitazionali). Il fotogramma di destra mostra la debole galassia interposta dopo la sottrazione delle quattro immagini del quasar. Credito:Anguita et al. 2018
Il cammino della luce è piegato dalla massa, un effetto previsto dalla teoria della gravità di Einstein, e quando una galassia o un ammasso massiccio si trova lungo la nostra linea di vista verso una galassia più lontana, la sua materia fungerà da lente per visualizzare la luce di quell'oggetto. Le cosiddette lenti gravitazionali forti creano immagini altamente distorte, immagini ingrandite e spesso multiple di un'unica fonte. (La lente forte è distinta dalla lente debole che si traduce in forme modestamente deformate delle galassie sullo sfondo.)
I quasar sono galassie con enormi buchi neri al centro attorno ai quali vengono irradiate grandi quantità di energia, più che dal resto dell'intera galassia ospite. Le loro luminosità consentono di vedere i quasar a distanze cosmologiche e sono quindi probabili candidati per un forte lensing, con poche centinaia di quasar a lente gravitazionale conosciuti finora. Hanno fornito preziose informazioni non solo su quasar e lensing, ma anche sulla cosmologia poiché i percorsi di luce distorti degli oggetti distanti hanno viaggiato attraverso distanze cosmologiche.
L'astronomo CfA David James era un membro di un grande team internazionale alla ricerca sistematica di nuovi quasar con lenti gravitazionali. Hanno usato il sondaggio WISE all'infrarosso all-sky per cercare candidati i cui colori infrarossi suggerivano che fossero galassie con nuclei attivi (come i quasar). Hanno elaborato le immagini di questi candidati con un sofisticato algoritmo alla ricerca di prove del loro essere più componenti, come ci si aspetterebbe da un sistema di lenti, e poi ha seguito questo sottoinsieme con osservazioni di immagini spettroscopiche e terrestri utilizzando una risoluzione spaziale maggiore rispetto a WISE.
Della serie originaria di cinquantaquattro candidati, ne trovarono due i cui spettri confermarono che erano quasar a lenti gravitazionali, uno con quattro sottoimmagini e uno con due, ognuna delle quali luce ha viaggiato verso di noi per circa dieci miliardi di anni. Le immagini in questi due casi mostravano anche tracce della galassia lensing, un'importante verifica dell'effetto lente, sebbene le galassie fossero troppo deboli per ottenere misurazioni delle loro distanze. Gli scienziati hanno anche identificato altri sette oggetti che potrebbero essere quasar doppi, ma sono necessarie ulteriori ricerche per confermare questi risultati.