Perto da lente gravitacional “Einstein Ring” perfeita. Crédito de imagem: ESO / VLT. Clique para ampliar.
Este é o ano de Einstein. Cem anos atrás, um funcionário de patentes suíço pouco conhecido nos primeiros anos de uma carreira científica foi confrontado com uma série de paradoxos relacionados a tempo e espaço, energia e matéria. Dotado de uma intuição profunda e uma imaginação poderosa, Albert A. Einstein saiu da obscuridade para apresentar uma maneira inteiramente nova de encarar o fenômeno natural. Einstein nos mostrou que todo esse tempo tinha muito pouco a ver com relógios, energia tem menos a ver com quantidade e mais com qualidade, espaço não era apenas? Uma grande caixa quadrada para colocar coisas ”, matéria e energia eram os dois lados do relógio a mesma moeda cósmica e a gravidade tiveram um efeito profundo em tudo - luz, matéria, tempo e espaço.
Hoje usamos todos esses princípios? enunciado um século atrás - para investigar as coisas mais distantes do Universo. Por causa da investigação de Einstein sobre o efeito fotoelétrico, agora entendemos por que a luz não é contínua, mas curiosamente cheia de linhas escuras e brilhantes nos dizendo quando essa luz foi emitida, o que a emitiu. e os tipos de coisas que tocam em suas viagens. Por causa da visão de Einstein sobre a conversão de massa e energia, agora entendemos como sóis distantes iluminam o cosmos e como poderosos campos magnéticos chicoteiam partículas até velocidades estupendas mais tarde e caem sobre a atmosfera da Terra. E como agora se entende que a gravidade influencia tudo, aprendemos como objetos distantes podem capturar e focalizar a luz de objetos ainda mais distantes.
Embora ainda não tenhamos encontrado um exemplo absolutamente perfeito de lentes gravitacionais no Universo, hoje estamos muito mais próximos desse ideal. Em um artigo intitulado “Descoberta de um anel de Einstein elevado no turno vermelho”, publicado em 27 de abril de 2005, Remi Cabanac, do Telescópio Canadá-França-Havaí, no Havaí e colaboradores “relatam a descoberta de um anel de Einstein parcial… produzido por um maciço ( e aparentemente isolada) galáxia elíptica ". Antes dessa descoberta, o anel de Einstein mais completo descoberto foi documentado em 1996 por S.J. Warren do Imperial College em Londres. Esse anel - também um dos poucos visíveis na luz óptica - tem um pouco menos de meio círculo na circunferência (170 graus).
Remi Cabanac explicou que “descobriu o sistema enquanto observava no Telescópio Muito Grande do Observatório Europeu do Sul, no Chile, com um gerador de imagens chamado FORS1”. Remi diz que estava cumprindo suas responsabilidades como astrônomo de serviço, "observando Helmut Jerjen (co-autor do artigo) fazendo imagens profundas de galáxias anãs próximas nos arredores de um aglomerado de galáxias próximas conhecido em Fornax". Remi continuou dizendo que “seu olho foi atraído pelo incomum arco brilhante no noroeste do campo, eu sabia que era algo incrível porque os arcos das lentes são geralmente muito escuros e eu estava observando na faixa vermelha enquanto os arcos são geralmente azulados . ”
Para confirmar suas suspeitas de uma nova descoberta, Remi "foi ao banco de dados astronômico, mas nada existia sob as coordenadas". Mais tarde, Remi consultou Chris Lidman (outro co-autor e especialista em lentes) e mostrou a imagem. Ele não podia acreditar que era uma lente a princípio porque era tão brilhante e visível que Chris achou que poderia ser um artefato na imagem. ” Com o apoio de Chris, Remi "solicitou acompanhamento espectroscópico e percebeu que era uma lente gravitacional verdadeira e uma descoberta muito significativa, porque a fonte de fundo era altamente amplificada e muito distante".
De acordo com o artigo, o anel inscreve um círculo em forma de "C" de 270 graus em circunferência quase completa com um raio aparente de pouco mais de 1 3/4 de arco de segundo - aproximadamente o tamanho da imagem "virtual" de uma estrela vista em alta potência através de um pequeno telescópio amador. A galáxia da lente é um elíptico gigante semelhante ao M87 no cluster Virgo-Coma. A lente fica a cerca de 7 bilhões de anos-luz de distância na direção da constelação de Fornax (visível dos céus mais quentes do hemisfério norte e do hemisfério sul). A galáxia fonte possui um desvio para o vermelho de 3,77 - sugerindo uma distância recessiva de aproximadamente 11 BLYs. A galáxia de origem e lente recebeu a designação FOR J0332-3557 3h32m59s, -35d57m51s e fica próxima ao aglomerado de galáxias Fornax - mas muito além em termos de espaço real.
O que torna essa descoberta em particular tão interessante astronomicamente é o fato de que a galáxia da lente é muito massiva, está em um período de inatividade por nascimento estelar, fica a uma distância tão grande da Terra e pode ser isolada de outras galáxias aglomeradas. local espacial. Enquanto isso, a galáxia fonte é significativamente mais brilhante (por uma magnitude estelar absoluta) do que outras galáxias de ruptura de Lyman (galáxias que desviam a ruptura de Lyman em 912 angstroms para a parte visível do espectro), é pobre em espectros de linha de emissão e recentemente teve completou um ciclo de nascimento rápido de estrelas ("explosão de estrelas"). Todos esses fatores combinados significam que FOR J0332 poderia fornecer uma riqueza de dados sobre a formação de galáxias antes da atual época inflacionária do Universo.
De acordo com a equipe científica, “uma das questões-chave na formação de galáxias dentro da atual estrutura de formação de estruturas do LCDM (Lambda Cold Dark Matter) é a história de montagem em massa de halos galácticos”. O pensamento atual é que as galáxias acumulam massa de halo - aquele enorme volume esférico de matéria de baixa luminosidade em torno dos núcleos galácticos - antes que a formação estelar realmente entre em ação. Uma maneira de investigar essa idéia é determinar como as relações massa / luz mudam ao longo do tempo à medida que as galáxias evoluem. . Mas, para fazer isso, é necessário provar as massas e luminosidades do maior número possível de galáxias, de vários tipos, no mais amplo espaço possível de tempo e espaço.
A descoberta do FOR J0332 - e os três outros objetos parciais do anel de Einstein - ajuda os astrônomos adicionando exemplos de galáxias normalmente indetectáveis a grandes distâncias. No artigo, “Várias pesquisas profundas descobriram diferentes populações de galáxias, mas os critérios de seleção produziram amostras tendenciosas: as amostras selecionadas por UV e as de banda estreita são sensíveis às galáxias ativamente formadoras de estrelas e influenciadas contra sistemas evoluídos e quiescentes enquanto sub-milímetros e pesquisas por infravermelho próximo selecionam galáxias empoeiradas e galáxias muito vermelhas, respectivamente. ”
Que conclusões podemos tirar com base nessa descoberta?
Remi ressalta o significado dessa descoberta dizendo: “A fonte amplificada pela lente é a galáxia com a luminosidade aparente mais brilhante já descoberta a essa distância. Isso nos dará informações únicas sobre as condições físicas predominantes no meio interestelar, quando o universo tinha apenas 12% de sua idade atual. A forma da fonte também é muito importante, pois fornece a quantidade de massa dentro da lente com um desvio para o vermelho de z = 1. Apenas um punhado de anéis de Einstein foi descoberto em tão alto desvio para o vermelho. Isso dará uma medida importante de como a massa elíptica da galáxia evoluiu ao longo do tempo. ”
Escrito por Jeff Barbour
