La història de l’astronomia ens ensenya que el cosmos està ple de sorpreses i que ens les podem esperar fins i tot en llocs que són prou coneguts i estudiats, sobretot quan els observem amb nous i millors instruments que els que teníem fins aleshores. Novament, aquesta premissa s’ha demostrat certa amb un descobriment que s’ha fet públic aquesta setmana.

La clau d’aquesta inesperada troballa és el telescopi espacial europeu Euclid, que des del setembre del 2023 es troba en el punt de Lagrange L2, a 1,5 milions de kilòmetres de la Terra, amb la missió d’observar durant 6 anys un terç de tot el cel. Les seves fantàstiques qualitats òptiques li permeten observar els objectes amb una resolució i una profunditat de camp només igualades pels 2 altres grans telescopis espacials, el Hubble i el James Webb, però a més hi afegeix la possibilitat d’observar zones molt més grans i doncs obtenir imatges de molts més objectes que mai ho han fet o ho faran aquests dos altres telescopis. Al final de la seva missió, Euclid haurà observat mils de milions de galàxies i s’espera que haurà obtingut el mapa 3D de l’univers mai realitzat per a poder estudiar la matèria obscura i l’energia obscura que componen el 80% de l’Univers.

Però ja el setembre del 2023, Euclid va començar a fer història de la ciència, sense que ningú s’ho esperés. El telescopi acabava d’arribar a la seva posició d’observació i va començar a operar, realitzant imatges de prova per assegurar-se de què tot funcionava correctament. En una d’aquestes proves es va apuntar cap a la constel·lació del Drac on es troba NGC 6505, una típica galàxia el·líptica relativament pròxima a nosaltres, uns 580 milions d’anys llum, descoberta el 1884 per Lewis Swift, i que des d’aleshores havia sigut observada multitud de vegades per tota mena de telescopis. La imatge obtinguda va ser repassada, com les altres imatges de prova, per Bruno Altieri, un dels astrònoms responsables de l’arxiu de les dades de l’Euclid a l’Agència Espacial Europea. I quina va ser la seva sorpresa quan al centre d’aquella galàxia hi va veure quelcom que no s’esperava, ni que ningú havia vist mai fins aleshores en aquell indret: un anell d’Einstein gairebé perfecte. No es tracta d’un objecte real, sinó d’un fenomen de miratge gravitacional, un efecte derivat de la distorsió de l’espai-temps provocat per la gran massa present en el centre de NGC 6505.

Si l’anomenem amb el nom d’Einstein és perquè aquests anells van ser previstos pel genial físic com a derivada de la seva teoria general de la relativitat el 1917, molt abans que fossin observats. En la seva teoria, la gravetat es materialitza com a deformacions de l’espai-temps provocades per la massa dels objectes i afecta fins i tot els fotons que componen la llum. En presència de grans quantitats de massa concentrada, com pot ser el cas d’un estel, un forat negre, una galàxia o un cúmul de galàxies, la deformació que introdueix en l’espai és tal que actua sobre els fotons d’una manera similar a la lent d’una lupa, és el que s’anomena efecte de lent gravitatòria. Els objectes que es troben al darrere d’una d’aquestes grans masses poden aparèixer aleshores multiplicats, amplificats i deformats. En el cas més extrem, quan existeix una alineació perfecta entre nosaltres, la massa que deforma i l’objecte al seu darrere, aquest pot aparèixer sota la forma d’un anell, com és el cas aquí.

Tot i que el mateix Einstein creia que mai seria possible observar-los perquè es tracta d’un efecte complicat d’obtenir, no estem davant del primer dels anells d’Einstein que coneixem. El 1988, Hewitt i col·laboradors van identificar el primer anell d’Einstein parcial en unes observacions de la ràdio-font MG1131+0456. El 1998, King i col·laboradors va trobar el primer anell d’Einstein gairebé complet en les imatges obtingudes pel Telescopi Espacial Hubble de B1938+666, una vella galàxia el·líptica que distorsiona gairebé completament una petita galàxia nana molt més llunyana que hagués sigut invisible si no fosper l’efecte de la lent. Actualment, es coneixen milers de lents gravitatòries fortes, és a dir en el que l’efecte de la lent és clarament visible, i menys d’una vintena són anells d’Einstein, parcials o gairebé complets. Encara més improbable és que aquest tipus d’anell es doni en una galàxia tan pròxima de nosaltres, ja que com més pròxima és menys possibilitats hi ha d’una alineació que provoqui l’efecte desitjar. La troballa d’aquest anell d’Einstein posa doncs en relleu la gran potència del Telescopi Espacial Euclid però també la serendipitat del descobriment.

Però ara que tenim el que ha descobert Altieri, els astrofísics ja s’han posat a fer ciència amb ell, ja que les lents gravitatòries a més de ser estèticament remarcables, són excel·lents laboratoris per estudiar tant els objectes deformats en segon pla, en aquest cas una galàxia espiral situada a més de 4.500 milions d’anys llum de nosaltres, com la galàxia que actua com a lent, aquest cas en particular la seva part més central. En un article publicat aquesta setmana a Astronomy & Astrophysics, O’Riordan i col·laboradors fan públic els seus resultats. El més impressionant entre ells és que troben que al centre de NGC6505 hi ha, almenys, un 11% de matèria obscura, una matèria que avui en dia encara no coneixem exactament de què es tracta, però que permet mantenir l’estabilitat de grans objectes com les galàxies.

No estem al final de les sorpreses que ens aportarà Euclid, com aquesta sota forma d’anell. La gran capacitat d’observació a alta resolució ens desvetllarà moltes més lents gravitatòries fortes, fins a unes 100.000 de les quals entre 4 i 20 seran probablement altres anells d’Einstein, multiplicant per bastant els coneguts fins ara i revolucionant completament el coneixement d’aquest camp. A més també investigarà els efectes de lent gravitatòria molt més subtils que ens permetran estudiar a gran escala tant la matèria obscura com l’energia obscura, els efectes dels quals només es poden veure sumant les observacions de milers de milions de galàxies. Encara hi queden molts més ous Kinder còsmics per obrir en els 5 anys vinents i ves a saber que hi trobarem. La gana, per això, ja ens l’han ben oberta.