Un esempio di anello di Einstein. Foto: Esa/Hubble/Nasa

A soli tre anni dal conseguimento della laurea magistrale in astronomia all’università di Padova, Margherita Bettinelli vanta già una scoperta importante nel suo curriculum. Si tratta di uno dei più simmetrici anelli di Einstein mai osservati, che ai nostri occhi appare come una sorta di cerchio luminoso nello spazio. O, come l’ha definito qualcuno, un “abbraccio” tra due oggetti celesti. Lo studio è stato pubblicato recentemente nella rivista scientifica Monthly Notices Letters of the Royal Astronomical Society, a firma di un gruppo di ricerca internazionale in cui figurano anche Giampaolo Piotto del dipartimento di Fisica e Astronomia “G. Galilei” dell’università di Padova e altri studiosi italiani dell’Istituto nazionale di Astrofisica. 

A detta della stessa ricercatrice, la scoperta è avvenuta per caso. Stava lavorando ad altro, a Tenerife dove ora si trova per un dottorato. Analizzava i dati fotometrici della galassia nana dello Scultore, una galassia satellite della Via Lattea, ottenuti grazie alla Dark Energy Camera (DECam) del telescopio Victor Blanco in Cile, quando si è accorta del fenomeno. “L’anello di Einstein che ho individuato – illustra Margherita Bettinelli – è un effetto ottico prodotto dalla forza di gravità di una galassia massiccia, la galassia ‘lente’, che si trova perfettamente allineata tra l’osservatore e una galassia sorgente più distante rispetto alla prima”. In pratica la galassia lente con la sua massa deforma lo spazio-tempo circostante (allo stesso modo in cui ad esempio un corpo pesante, come può essere una palla da biliardo, curva a imbuto un telo elastico) e questo fa sì che i raggi di luce provenienti dalla galassia sorgente vengano deviati fino a formare un anello luminoso intorno al corpo intermedio che funge da lente gravitazionale. È un fenomeno molto raro, perché richiede un perfetto allineamento tra le due galassie e l'osservatore. Quanto più queste sono allineate, tanto maggiore sarà la simmetria dell'anello che è influenzata anche dalla distribuzione della massa della galassia lente. 

Bettinelli, lavorando in collaborazione con gli altri scienziati del team, ha integrato i dati forniti da DECam con quelli dello spettrografo Osiris del Gran Telescopio Canarias che hanno confermato le prime osservazioni. Il nuovo anello è stato battezzato con il nome di “Canarias Einstein ring”, dal luogo in cui è stato identificato, e va ad aggiungersi a quelli finora individuati a partire dal 1987 quando un’altra donna, Jacqueline N. Hewitt, e il suo gruppo scoprirono il primo. 

“Fenomeni di questo tipo sono molto importanti – argomenta Giampaolo Piotto – Quella osservata è una galassia lontana miliardi di anni luce che non saremmo mai stati in grado di vedere perché troppo debole. Il fenomeno della “lente gravitazionale” infatti non solo devia il raggio di luce, ma lo amplifica proprio come fa la lente di un microscopio, lo rende più luminoso. E oltre a fornire informazioni sulla galassia sorgente, ci aiuta a capire anche le caratteristiche della galassia lente”. Ad esempio, nel caso dell’anello di Einstein delle Canarie gli scienziati hanno potuto calcolare che la galassia sorgente si trova a dieci miliardi di anni luce dalla Terra, ma a causa dell’espansione dell’universo questa distanza era minore quando la sua luce ha iniziato il suo viaggio verso di noi. Oggi noi la vediamo come appariva allora, una galassia blu in evoluzione, popolata da giovani stelle che si formavano con rapidità. La galassia lente, invece, secondo lo studio dei ricercatori dista sei miliardi di anni luce, è più evoluta e il processo stellare è ormai fermo.  

Ora, dopo la soddisfazione di legare il proprio nome alla scoperta dell’anello di Einstein delle Canarie, Margherita Bettinelli sta proseguendo con il suo progetto di ricerca. Sta studiando come hanno avuto origine le stelle delle galassie nane della via Lattea, concentrandosi al momento sulle galassie dello Scultore e del Sestante, per capire quante stelle si sono formate e con che contenuto di metalli in un certo intervallo di tempo. “A Tenerife – racconta – lavoro all'Instituto de Astrofisica de Canarias in un gruppo coordinato da Antonio Aparicio e Sebastian Hidalgo. L'istituto è un ambiente di lavoro dinamico e all'avanguardia in campo astronomico. Inoltre, grazie a un accordo di co-tutela collaboro anche con Santi Cassisi dell'Inaf-Osservatorio astronomico di Teramo e con Giampaolo Piotto dell’università di Padova”. E conclude: “Le materie scientifiche mi hanno sempre appassionato e l’ateneo padovano mi ha fornito solide basi. Ora l’obiettivo è di portare a termine la mia tesi di dottorato e, in futuro, proseguire nell'ambito della ricerca”.

M. Pa.