A cura di Tullio Aebischer (t_aebischer@yahoo.it)

   Da diversi anni gli astronomi sono molto interessati alla ricerca ed allo studio di una categoria di fenomeni celesti la cui esistenza stessa dipende da rare congiunzioni cosmiche. Si tratta delle focalizzazioni dovute alle lenti gravitazionali (gravitational lenses) che hanno luogo quando due o più oggetti a distanze diverse dalla Terra vengono a trovarsi allineati quasi lungo un’unica linea di vista e quindi occupano quasi la stessa posizione sulla Volta Celeste. La radiazione dell’oggetto più lontano, di norma un quasar, viene deflessa dal campo gravitazionale di quello in primo piano, un altro quasar o una piccola galassia più o meno compatta. Questa deflessione dà luogo ad un miraggio cosmico, un’immagine spostata e distorta o multipla dell’oggetto sullo sfondo.

   Le immagini prodotte dalle lenti gravitazionali possono mostrare tutto un caleidoscopio di distorsioni: possono risultare spostate, ingrandite, rimpicciolite, ruotate, capovolte, moltiplicate, deformate oppure avere uno spettro con aberrazioni, a seconda della peculiare disposizione geometrica dell’allineamento, delle caratteristiche spaziali della sorgente sullo sfondo, dell’intensità e della distribuzione del campo gravitazionale dell’oggetto in primo piano.

   L’effetto di deflessione gravitazionale della luce è possibile anche nella nostra Via Lattea tra stelle. Per la sua debolezza e relativa piccolezza, tale fenomeno viene denominato microlente (microlensing). In quello che andremo ad esporre, sia per i modelli considerati che per le approssimazioni adottate, non vi saranno differenze qualitative sostanziali tra i due fenomeni. Se si desidera prendere in considerazione la complessa struttura di un quasar o di una galassia, allora il risultato dell’effetto lente può diversificarsi notevolmente da quello di una microlente. Una differenza, per esempio, è che l’effetto microlente, anche nel migliore dei casi, non potrebbe essere osservabile con gli strumenti oggi a disposizione a causa del piccolissimo angolo di deflessione (dell’ordine di un decimo di millisecondi d’arco) e della sua rapida variazione nel tempo a causa del moto proprio delle stelle.

   Per tutti questi motivi il fenomeno può mettere in luce numerose caratteristiche che altrimenti non sarebbero rilevabili con gli strumenti oggi a disposizione. L’osservazione di tali fenomeni potrebbe, dunque, contribuire a risolvere un gran numero di problemi fondamentali della cosmologia come le dimensioni dell’Universo e la misura della cosiddetta massa mancante.

Parte 1: La deflessione della luce - La storia

Parte 2: Strategia di ricerca - Cosa ci dicono le lenti gravitazionali

Parte 3: Glossario essenziale - Bibliografia e links

Note matematiche