Telescópio Espacial James Webb observa o 'Zigue-zague de Einstein'

Imagem composta HST/WFC31 de J1721+8842. As seis imagens de ponto de lente do quasar de fundo são rotuladas com letras. O arco de lente vermelha, que antes se acreditava ser a galáxia hospedeira de um segundo quasar fonte, é destacado em branco. Este arco é na verdade um defletor adicional em um desvio para o vermelho intermediário, que é ele próprio lenteado pela galáxia central em primeiro plano na imagem. O quadrado vermelho pontilhado indica a pegada da observação JWST/NIRSpec que permitiu a medição do desvio para o vermelho do arco.

Pela primeira vez, a ciência conseguiu observar o fenômeno conhecido como ‘zigue-zague de Einstein’, possível graças aos efeitos das lentes gravitacionais na região. De acordo com um novo estudo publicado na revista de pré-impressão arXiv, um grupo de astrônomos utilizou o Telescópio Espacial James Webb (JWST) para analisar um sistema com duas galáxias separadas e perfeitamente alinhadas.

Apesar de o efeito ter sido confirmado apenas agora, Einstein já havia sugerido essa possibilidade em 1915 com o efeito de lente gravitacional. O fenômeno é chamado de zigue-zague porque a luz de um objeto é distorcida no espaço-tempo ao atravessar as duas regiões distintas.

Nomeado J1721+8842, o sistema é composto por um quasar e duas galáxias que geram o efeito de ampliação, devido às lentes gravitacionais. Vale destacar que o sistema foi descoberto recentemente, em 2018.

A região já havia sido estudada anteriormente, com pesquisadores tentando entender seis pontos brilhantes que apareciam nas imagens. Após a nova análise dos dados no estudo mais recente, foi sugerido que todas as seis luzes estão relacionadas ao quasar.

"Estou emocionado, não apenas porque este é um fenômeno natural fascinante, mas também porque este sistema é incrivelmente promissor para medir parâmetros cosmológicos. Este sistema de lentes oferece o potencial de colocar restrições rigorosas tanto na constante de Hubble quanto na equação de estado da energia escura, algo que geralmente não é possível", disse um dos autores e cosmólogo da Universidade de Stanford, Martin Millon, em mensagem ao site Space.

Fonte aqui. Artigo no https://arxiv.org/abs/2411.04177:

J1721+8842: The first Einstein zig-zag lens

F. Dux, M. Millon, C. Lemon, T. Schmidt, F. Courbin, A. J. Shajib, T. Treu, S. Birrer, K. C. Wong, A. Agnello, A. Andrade, A. A. Galan, J. Hjorth, E. Paic, S. Schuldt, A. Schweinfurth, D. Sluse, A. Smette, S. H. Suyu

We report the discovery of the first example of an Einstein zig-zag lens, an extremely rare lensing configuration. In this system, J1721+8842, six images of the same background quasar are formed by two intervening galaxies, one at redshift z1=0.184 and a second one at z2=1.885. Two out of the six multiple images are deflected in opposite directions as they pass the first lens galaxy on one side, and the second on the other side -- the optical paths forming zig-zags between the two deflectors. In this letter, we demonstrate that J1721+8842, previously thought to be a lensed dual quasar, is in fact a compound lens with the more distant lens galaxy also being distorted as an arc by the foreground galaxy. Evidence supporting this unusual lensing scenario includes: 1- identical light curves in all six lensed quasar images obtained from two years of monitoring at the Nordic Optical Telescope; 2- detection of the additional deflector at redshift z2=1.885 in JWST/NIRSpec IFU data; and 3- a multiple-plane lens model reproducing the observed image positions. This unique configuration offers the opportunity to combine two major lensing cosmological probes: time-delay cosmography and dual source-plane lensing since J1721+8842 features multiple lensed sources forming two distinct Einstein radii of different sizes, one of which being a variable quasar. We expect tight constraints on the Hubble constant and the equation of state of dark energy by combining these two probes on the same system. The z2=1.885 deflector, a quiescent galaxy, is also the highest-redshift strong galaxy-scale lens with a spectroscopic redshift measurement.