La relatividad general nos dice que todo, incluso la luz, se ve afectada por la masa de un objeto. Cuando un rayo de luz pasa cerca de una gran masa, su trayectoria se desvía. Este cambio en la dirección de la luz se conoce como lente gravitacional y fue uno de los Primeros efectos confirmados de la teoría de Einstein.
En cosmología, hay dos tipos de lentes gravitacionales, y ambos juegan un papel importante en la comprensión de la evolución del universo. La primera es la lente débil, donde la luz de una galaxia distante pasa a través de un cúmulo de galaxias, pero no cerca de ninguna galaxia en particular. La curvatura de la luz es pequeña, lo que significa que la forma de la galaxia está ligeramente distorsionada. Al observar estas distorsiones, los astrónomos pueden medir la densidad media de la materia en el universo. Esto nos ayuda a entender la energía oscura.
El segundo tipo es una lente fuerte y es más raro. Para una lente fuerte, una galaxia distante tiene que estar casi bloqueada por una más cercana. En este caso, la luz de la galaxia distante se distorsiona fuertemente, a menudo en arcos de luz que rodean a la galaxia más cercana. Dado que la cantidad de distorsión depende de la masa de la galaxia más cercana, nos permite medir la cantidad de materia oscura en la galaxia. También nos permite medir la tasa de expansión del universo.
Pero debido a que las galaxias con lentes fuertes son raras, ha sido difícil encontrar suficientes galaxias con lentes para un buen estudio. Para poner buenas restricciones en la medida de la materia oscura y la energía oscura, necesitamos muchas galaxias con lentes más fuertes para estudiar. Afortunadamente, estamos empezando a encontrarlos.
Recientemente, un equipo usó un programa de inteligencia artificial para encontrar galaxias con lentes en los datos de estudios del cielo. Después de entrenar el programa en galaxias con lentes y sin lentes conocidas, analizó las observaciones para encontrar más de 300 candidatos a galaxias con lentes. Muchos de ellos fueron luego confirmados por observaciones de seguimiento con el Telescopio Espacial Hubble.
Ahora que el método ha demostrado ser útil, el equipo planea analizar otros datos del estudio del cielo, con el objetivo de encontrar al menos mil galaxias con lentes fuertes. Si tienen éxito, el trabajo se convertirá en una poderosa herramienta para comprender el cosmos.
Referencia: Huang, X., et al. “Encontrando lentes gravitacionales fuertes en la encuesta de DESI DECam Legacy.” El diario astrofísico 894.1 (2020): 78.
