Lente gravitazionale, materia che attraverso la piegatura dello spazio nel suo campo gravitazionale altera la direzione della luce che passa nelle vicinanze. L’effetto è analogo a quello prodotto da una lente.
Foto AURA/STScI/NASA/JPL (foto NASA # STScI-PRC96-10)
Una delle previsioni più notevoli della teoria della relatività generale di Einstein è che la gravità piega la luce. Questo effetto fu dimostrato per la prima volta durante un’eclissi solare totale nel 1919, quando si osservò che le posizioni delle stelle vicino al Sole erano leggermente spostate dalla loro posizione abituale – un effetto dovuto alla forza di gravità del Sole quando la luce delle stelle passava vicino al Sole. Negli anni ’30 Einstein predisse che una distribuzione di massa, come una galassia, poteva agire come una “lente” gravitazionale, non solo piegando la luce ma anche distorcendo le immagini degli oggetti che si trovano oltre la massa gravitante. Se qualche oggetto si trova dietro una galassia massiccia, vista dalla Terra, la luce deviata potrebbe raggiungere la Terra attraverso più di un percorso. Operando come una lente che focalizza la luce lungo percorsi diversi, la gravità della galassia può far apparire l’oggetto allungato o come se la luce provenisse da più oggetti, piuttosto che da un singolo oggetto. La luce dell’oggetto può anche essere diffusa in un anello. La prima lente gravitazionale fu scoperta nel 1979, quando due quasar furono scoperti molto vicini tra loro nel cielo e con distanze e spettri simili. I due quasar erano in realtà lo stesso oggetto la cui luce era stata divisa in due percorsi dall’influenza gravitazionale di una galassia intermedia.
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Anelli o immagini multiple distinte di un oggetto appaiono quando la lente è estremamente massiccia, e tali lenti sono chiamate lenti forti. Tuttavia, spesso la lente che interviene è solo abbastanza forte da allungare leggermente l’oggetto di sfondo; questo è noto come lensing debole. Studiando le proprietà statistiche delle forme delle galassie e dei quasar molto distanti, gli astronomi possono usare gli effetti delle lenti deboli per studiare la distribuzione della materia oscura nell’universo.