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alargadas, con forma de arco, en la parte central de algunos cúmulos de galaxias masivos. Hubo una considerable polémica sobre su naturaleza hasta que los datos espectroscópicos probaron que estos objetos no pertenecían al cúmulo, sino que se trata de objetos lejanos, situados a distancias mucho mayores que la del propio cúmulo, cuyas imágenes están distorsionadas por el efecto lente producido por el propio cúmulo. En muchos casos, las lentes gravitatorias incrementan notablemente el brillo aparente de las fuentes remotas, de manera semejante a como lo hace una lente óptica, haciendo visibles objetos que de otro modo no lo serían, debido a que son demasiado débiles para ser detectados. Si bien la detección y medida puede ser muy difícil y compleja, la física del efecto lente es relativamente simple y, por lo tanto, la interpretación de las observaciones es relativamente directa. Es fácil imaginar que cuanto mayor es la masa de la lente gravitatoria, mayor es el ángulo de deflexión de las trayectorias de los rayos de luz. Por otro lado, la configuración objeto-lenteobservador dará también lugar a diferentes tipos de distorsiones y de imágenes múltiples. Así, una lente esférica perfectamente alineada con el objeto emisor y el observador, produce una estructura característica llamada anillo de Einstein, mientras que una 74
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lente elíptica también perfectamente alineada produce una cruz de Einstein, como se ilustra en la figura 3.9. Hoy en día se han detectado cerca de un centenar de lentes gravitatorias, y este efecto se ha convertido en una herramienta fundamental para pesar e incluso medir la distribución de materia en los cúmulos de galaxias, herramienta que también se aplica, con el mismo fin, a grupos de galaxias o a galaxias elípticas individuales. Dado que el efecto es tanto mayor cuanto más grande y más concentrada está la materia de un cúmulo, los candidatos ideales son aquellos más masivos. Una vez seleccionados, deberemos buscar las imágenes distorsionadas que corresponderán a objetos situados muy lejos, detrás del cúmulo. En la práctica requiere de observaciones muy precisas y de alta calidad. Desde el punto de vista del análisis, también se requieren métodos muy elaborados, ya que la lente gravitatoria que desvía la luz está formada por todas las componentes de masa del cúmulo, lo que puede producir un resultado muy complejo con imágenes múltiples de un mismo objeto en muchas ocasiones. Recomponiendo el rompecabezas que suponen estas múltiples visiones de un mismo objeto y estudiando la distorsión de otros menos afectados por la masa del cúmulo, se puede ponderar la cantidad total de masa
que contiene, e incluso la forma en la que está distribuida. La necesidad de resolución y calidad de imagen hacen del Hubble Space Telescope, sobre todo tras la instalación de la Advanced Camera for Surveys (ACS), el instrumento ideal para obtener los datos que requieren esos análisis. El HST ha proporcionado imágenes de gran interés científico, e incluso de indudable valor estético, que han permitido a los astrónomos aplicar este método con grados de precisión probablemente nunca soñados ni por la fértil imaginación de Zwicky (figura 3.10). Todos los análisis prueban, sin ninguna duda, la existencia de materia oscura en la parte central de los cúmulos de galaxias. Estos estudios, que en los últimos años están en razonable acuerdo con los obtenidos a través de la emisión de rayos X y de los estudios dinámicos, permiten afirmar que el perfil de masa observado de los cúmulos de galaxias está en buen acuerdo con el modelo estándar de distribución de la materia oscura. Las masas estimadas por el método del efecto lente gravitatoria son compatibles con las de los otros métodos y tiene la ventaja adicional que no hace ninguna hipótesis sobre el estado del cúmulo y, además, proporciona una estimación directa de la masa total del cúmulo ya esté constituida por galaxias, gas o materia oscura.