En esta imagen, un cúmulo masivo de galaxias en el centro da lugar a varias características de lentes poderosas. Las galaxias de fondo tienen luz que se dobla, se estira y se distorsiona en anillos y arcos, donde también se amplifica mediante lentes. Este sistema de lentes gravitacionales es complejo, pero útil para aprender más sobre la relatividad de Einstein en acción.

Una galaxia de fondo distante es captada con tanta nitidez a través del cúmulo superpuesto lleno de galaxias que se pueden ver tres imágenes independientes de la galaxia de fondo, con tiempos de viaje de la luz dramáticamente diferentes. En teoría, las lentes gravitacionales podrían revelar galaxias mucho más débiles de las que se verían sin dichas lentes, pero todas las lentes gravitacionales solo ocupan un rango muy estrecho de ubicaciones en el cielo, ya que están colocadas alrededor de fuentes de masa individuales.

Una de las características más espectaculares encontradas en el campo El Gordo, vista con los ojos del Telescopio Espacial James Webb, es la estrella gigante roja más distante jamás descubierta: Quyllur, el término quechua para estrella. Es la primera estrella gigante roja descubierta a más de mil millones de años luz de distancia y, de hecho, se encuentra a más de 10 mil millones de años luz. Sólo era visible gracias a las capacidades únicas del Telescopio Espacial James Webb combinadas con el aumento de la lente gravitacional de El Gordo.

Esta ilustración de lentes gravitacionales muestra cómo las galaxias de fondo (o cualquier trayectoria de luz) se distorsionan por la presencia de masa intermedia, pero también muestra cómo el espacio mismo se curva y distorsiona por la presencia de la masa de primer plano. Cuando se alinean varios objetos de fondo con la misma lente de primer plano, un observador correctamente alineado puede ver múltiples conjuntos de imágenes múltiples, o incluso un “anillo de Einstein” en el caso de una alineación perfecta. Si se produce un evento transitorio, como una supernova, en la galaxia de fondo, aparecerá con retrasos en el tiempo en las diferentes imágenes.

Esta vista de lado a lado del cúmulo de galaxias SMACS 0723 muestra vistas MIRI (izquierda) y NIRCam (derecha) de esta región desde el Telescopio Espacial James Webb. Tenga en cuenta que, aunque hay un cúmulo de galaxias brillante en el centro de la imagen, los objetos más interesantes están distorsionados y amplificados gravitacionalmente por el propio cúmulo, y están ubicados mucho más lejos que el propio cúmulo.

La galaxia de triple lente que se muestra aquí se conoce como “El Gancho”, debido a su apariencia única formada por lentes gravitacionales en primer plano. Si bien todo el cúmulo en primer plano, El Gordo, representa la galaxia de fondo, es la galaxia doble prominente en el cúmulo en primer plano la que le da a “Fishhook” su sorprendente apariencia.

Este objeto no es una galaxia de un solo anillo, sino más bien dos galaxias a distancias muy diferentes entre sí: una galaxia roja cercana y una galaxia azul más distante que está influenciada gravitacionalmente por la masa de la galaxia en primer plano. Estos objetos simplemente se encuentran en la misma línea de visión, con la luz de la galaxia de fondo distorsionada, estirada y amplificada por la gravedad de la galaxia de primer plano. El resultado es un anillo casi perfecto, que se conocería como anillo de Einstein si fuera un círculo perfecto de 360 ​​grados. Aunque la formación de lentes es más común que los cúmulos de galaxias, las galaxias individuales pueden hacerlo si son lo suficientemente compactas y si la alineación es correcta.