Número de “anéis de Einstein” conhecidos quadruplica

2005-11-30

Oito imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble, entre Agosto de 2004 e Março de 2005. Ténues padrões azuis do tipo olho-de-boi surgem em torno de bolbos branco-avermelhados. Os bolbos são gigantescas galáxias elípticas que se encontram a distâncias compreendidas entre os 2 e os 4 mil milhões de anos-luz. Os padrões olho-de-boi são criados pela luz de galáxias duas vezes mais distantes, que é distorcida para formas circulares pela gravidade das gigantescas galáxias elípticas em primeiro plano. Este fenómeno é denominado “anel de Einstein” e é produzido quando as duas galáxias estão perfeitamente alinhadas. Crédito: NASA, ESA, and the SLACS Survey team: A. Bolton (Harvard-Smithsonian), S. Burles (MIT), L. Koopmans (Kapteyn), T. Treu (UCSB), and L. Moustakas (JPL/Caltech).
Os astrónomos combinaram os recursos do Sloan Digital Sky Survey
Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
O levantamento do céu SDSS é um projecto que tem por objectivo mapear detalhadamente um quarto de todo o céu, determinando posições e magnitudes absolutas de 100 milhões de objectos celestes, e determinando ainda a distância a mais de 1 milhão de galáxias e quasares. Os telescópios que participam neste projecto estão situados no Observatório de Apache Point (EUA). O SDSS é um projecto conjunto de instituições norte-americanas, alemãs e japonesas.
(SDSS) e do Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
/ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
) para acrescentarem dezanove novas galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
ao conjunto de aproximadamente cem, até agora conhecidas, lentes gravitacionais
efeito de lente gravitacional
O efeito de lente gravitacional consiste na deflexão da luz provocada pelo campo gravitacional muito forte de um objecto que se encontra entre o observador e a fonte de luz. Por exemplo, uma galáxia, ou um enxame de galáxias, que se encontre entre nós e um objecto astronómico muito distante, como um quasar, pode actuar como uma lente gravitacional. Tipicamente, o efeito de lente gravitacional faz com que se observe, numa única fotografia, mais do que uma imagem do mesmo objecto.
. De entre essas dezanove galáxias, foram encontradas oito “anéis de Einstein”, que são talvez as mais elegantes manifestações do fenómeno de lente gravitacional. Até agora apenas se tinham observado em luz visível
radiação visível
A radiação visível é a região do espectro electromagnético que os nossos olhos detectam, compreendida entre os comprimentos de onda de 350 e 700 nm (frequências entre 4,3 e 7,5x1014Hz). Os nossos olhos distinguem luz visível de frequências diferentes, desde a luz violeta (radiação com comprimentos de onda ~ 400 nm), até à luz vermelha (com comprimentos de onda ~ 700 nm), passando pelo azul, anil, verde, amarelo e laranja.
três fenómenos deste tipo.

Tal como Einstein tinha previsto no desenvolvimento da sua Teoria da Relatividade Geral
Teoria da Relatividade Geral
A Teoria da Relatividade Geral foi formulada por Albert Einstein em 1916 como expansão da Teoria da Relatividade Restrita (formulada em 1905) de forma a incluir o efeito da gravitação no espaço-tempo. Esta teoria propõe que o espaço-tempo é uma estrutura quadri-dimensional cuja curvatura é determinada pela presença de matéria. Neste sentido, a gravitação manifesta-se como curvatura do espaço-tempo, e não como uma força entre duas massas.
, o efeito óptico de lente gravitacional acontece quando a luz de galáxias distantes é deflectida, no seu percurso até à Terra, pelo campo gravitacional de um objecto de grande massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
que se encontra no seu caminho. Como consequência deste efeito, vemos a galáxia distorcida num arco, ou em múltiplas imagens separadas. Quando duas galáxias se encontram perfeitamente alinhadas com o local de observação, a luz forma, em torno da galáxia de primeiro plano, um padrão semelhante ao obtido por uma lente grande angular, do tipo olho-de-boi, que é denominado “anel de Einstein”.

As novas lentes foram descobertas graças ao projecto Sloan Lens ACS Survey (SLACS). Um grupo de astrónomos, liderado por Adam Bolton do Centro Smithsonian para a Astrofísica (EUA) e por Leon Koopmans, do Instituto Astronómico Kapteyn (Holanda), seleccionou as candidatas a lentes de um grupo de algumas centenas de milhar de espectros ópticos de galáxias elípticas obtidos pelo SDSS. O Hubble teve a tarefa de confirmar os resultados.

A equipa obteve espectros de aproximadamente 200 000 galáxias, localizadas a distâncias compreendidas entre os 2 e os 4 mil milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
. Procuravam evidências claras de emissões provenientes de galáxias duas vezes mais distantes e situadas directamente atrás das galáxias mais próximas. O Hubble obteve depois imagens de vinte e oito destes candidatos a lentes gravitacionais. Através do estudo dos arcos e dos anéis produzidos por dezanove candidatos, os astrónomos podem determinar com precisão a massa das galáxias em primeiro plano.

As lentes gravitacionais permitem esetudar a distribuição da matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
nas galáxias elípticas. A matéria escura é uma forma de matéria exótica que ainda não foi observada directamente. Os astrónomos inferem a sua existência medindo a sua influência gravitacional. A matéria escura encontra-se difundida nas galáxias e perfaz a maior parte da massa total do universo. Através do estudo da matéria escura nas galáxias, os astrónomos esperam poder compreender melhor como as galáxias se formaram, um processo que julgam dever ter começado em torno de concentrações de matéria escura no universo primitivo.

Segundo os investigadores, os resultados obtidos indicam que, em média, estas galáxias elípticas que fazem de lentes têm uma estrutura de massa-densidade semelhante à observada em galáxias espirais. Isto corresponde a um aumento da proporção de matéria escura relativamente às estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
, à medida que nos afastamos do centro da galáxia para a sua periferia. Como estas galáxias são relativamente brilhantes, os astrónomos esperam consolidar os resultados através de futuras observações espectroscópicas dos movimentos estelares, realizadas a partir de telescópios em Terra.

O estudo das lentes gravitacionais, milhares de milhões de anos afastadas no tempo, permite aos astrónomos ver directamente até que ponto a distribuição de matéria (escura e normal) se alterou com o tempo cósmico. Com esta informação, pode-se testar, por exemplo, a ideia comummente aceite de que as galáxias se formam por colisão e fusão
fusão
1- passagem do estado sólido ao líquido, por efeito do calor; 2- junção, união.
de galáxias mais pequenas.

Fonte da notícia: http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2005/32/