I set di dati astronomici pubblici sono raramente affascinanti. Di solito sono sepolti sotto strati di condutture proprietarie, complessi file di calibrazione e rigidi protocolli di accesso che custodiscono le osservazioni dello spazio profondo. Eppure, nascosto nei vasti archivi del James Webb Space Telescope (JWST) si trova una miniera di dati grezzi in attesa di qualcuno con la pazienza e l’abilità di guardare. Inserisci Spaceguy44.
Non è un astronomo professionista della NASA. È uno studente laureato in astronomia che usa questo nome su Reddit. Ma sa dove si trovano i dati dello strumento nel medio infrarosso Miri. E sapeva che questo specifico set di dati conteneva qualcosa di straordinario.
Il risultato è un anello di Einstein quasi impeccabile.
La scienza della curva
Per capire perché questa immagine è importante, devi comprendere la geometria dell’universo. Un anello di Einstein non è un oggetto fisico. È un’illusione ottica creata dalla gravità.
Quando un oggetto massiccio si trova direttamente tra la Terra e una sorgente luminosa distante, la sua gravità deforma il tessuto dello spaziotempo. La luce proveniente dalla sorgente di sfondo si piega attorno alla massa in primo piano. Se l’allineamento è perfetto, la luce forma un cerchio completo.
La galassia in questione è SPT-S J041839-4751.8, o JO418. Si trova a circa 12 miliardi di anni luce di distanza. Questo è vicino al confine dell’universo osservabile. Lo vediamo come esisteva quando il cosmo era ancora adolescente.
Ma non vediamo direttamente JO418. Vediamo la sua luce distorta da una galassia che giace in primo piano. Questa galassia intermedia è enorme. Agisce come una lente cosmica. La luce blu visibile proprio al centro dell’anello proviene da quella galassia più vicina, che forma una lente. L’anello stesso è l’immagine sbiadita di JO418.
Perché il medio infrarosso cambia tutto
Le immagini più famose dell’anello di Einstein provengono da osservazioni di Hubble o delle prime osservazioni di Webb nella luce visibile o nel vicino infrarosso. Mostrano le stelle. Mostrano vivai stellari.
Questa immagine è diversa. Utilizza i dati nel medio infrarosso provenienti dal MIRI.
Perché è importante? La luce nel medio infrarosso penetra la polvere. Vede attraverso la nebbia cosmica che blocca la luce visibile. Rivela le tracce di calore delle stelle in formazione e la struttura delle galassie in modi che i telescopi ottici semplicemente non possono.
Spaceguy44 ha preso i dati MIRI grezzi. Lo ha elaborato. Lo ha calibrato. Non si è limitato a pubblicare una bella foto; ha dimostrato che gli scienziati dilettanti possono produrre analisi di livello professionale utilizzando gli archivi pubblici JWST.
La rarità della perfezione
Gli anelli perfetti di Einstein sono rari. Richiedono un allineamento preciso. La lente in primo piano deve essere centrata quasi perfettamente sulla sorgente di sfondo. Qualsiasi leggero spostamento risulta in archi, non in un cerchio completo.
La maggior parte delle immagini che vediamo sono archi parziali. Questo è completo. La simmetria è sorprendente. Serve come laboratorio naturale per studiare la distribuzione della materia oscura nella galassia lente. Aiuta gli astronomi a misurare la massa dell’oggetto in primo piano con elevata precisione.
Ma oltre la fisica, c’è l’elemento umano. Il set di dati era pubblico. Lo strumento era disponibile. La persona doveva solo porre le domande giuste ed eseguire correttamente la scienza.
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