Uma lente gravitacional é o espelho mais extravagante do Universo: ela deforma a imagem de tudo o que está atrás, mas, ao mesmo tempo, entrega pistas valiosas sobre galáxias e quasares muito distantes.
Recentemente, astrónomos que trabalham com o Telescópio Espacial Hubble (HST) divulgaram uma nova imagem de uma dessas aparições curiosas, apelidada de "Lente Carrossel". Trata-se de um alinhamento incomum de sete galáxias ao fundo, todas com a sua aparência distorcida por um enxame de galáxias que está à frente.
Segundo o cientista sénior David Schlegel, do Berkeley Lab, esta lente gravitacional é uma descoberta especialmente importante para a Astronomia.
"Este é um 'alinhamento galáctico' incrivelmente sortudo - um alinhamento por acaso de múltiplas galáxias ao longo de uma linha de visada que atravessa a maior parte do Universo observável", afirmou. "Encontrar um único alinhamento destes é como procurar uma agulha num palheiro. Encontrar todos estes é como oito agulhas perfeitamente alinhadas dentro desse palheiro."
Como os astrónomos encontraram a Lente Carrossel
A Lente Carrossel apareceu, há alguns anos, em dados do Dark Energy Survey. Agora, os astrónomos estão a concentrar esforços para estimar a massa do sistema e quantificar como ele altera as imagens de galáxias ainda mais distantes.
Este alinhamento de lente gravitacional - com sete galáxias ao fundo e um enxame em primeiro plano - pode abrir caminho para novas perceções sobre o Universo primitivo, graças às fontes de galáxias com alto desvio para o vermelho, às propriedades do enxame que faz o lenteamento e a questões ainda em aberto na Cosmologia.
Desmontando a Lente Gravitacional Carrossel
Em geral, as lentes gravitacionais de grande escala no Universo são compostas por um "objeto lente" e por objetos mais afastados posicionados atrás dele. Normalmente, esses alvos distantes são galáxias e quasares. (Já as lentes gravitacionais de pequena escala podem ocorrer, por exemplo, quando um planeta passa à frente da sua estrela.)
No entanto, a Lente Carrossel é mais "cósmica" por envolver objetos separados por milhões de anos-luz. Em particular, o enxame responsável pelo lenteamento está a cerca de 5 mil milhões de anos-luz da Terra. Ele também é identificado como DESI-090.9854-35.9683 e inclui pelo menos quatro grandes galáxias-membro, além de vários outros possíveis integrantes do enxame.
A Lente Carrossel faz o lenteamento de, no mínimo, sete galáxias distantes. Elas estão entre 7.62 e 12 mil milhões de anos-luz da Terra. O alinhamento delas com o enxame em primeiro plano produziu múltiplas imagens de cada uma das galáxias mais longínquas.
As formas observadas resultam do efeito de "espelho de parque de diversões", que alonga e distorce as aparições. A galáxia marcada como "4a, 4b, 4c, 4d" chega a desenhar uma "Cruz de Einstein" quase perfeita, o que indica uma distribuição simétrica de massa na lente.
Para Xiaoshang Huang, integrante da equipa do Berkeley Lab que analisa o sistema, a Lente Carrossel é um exemplo notável de "lente forte" no Universo.
"A nossa equipa tem procurado lentes fortes e modelado os sistemas mais valiosos", disse Huang.
"A Lente Carrossel é um alinhamento incrível de sete galáxias em cinco agrupamentos que se posicionam quase perfeitamente atrás do enxame lente em primeiro plano. Como aparecem através da lente, as múltiplas imagens de cada uma das galáxias ao fundo formam padrões aproximadamente circulares e concêntricos ao redor da lente em primeiro plano, como num carrossel.
"É uma descoberta sem precedentes, e o modelo computacional gerado aponta uma perspetiva altamente promissora para medir propriedades do cosmos, incluindo as da matéria escura e da energia escura."
O que torna esta lente tão especial?
Num artigo divulgado recentemente, Schlegel, Huang e outros autores descreveram a modelagem da Lente Carrossel para compreender a sua estrutura. Eles destacam que o sistema exibe quase todas as configurações de lenteamento que os astrónomos costumam identificar nesse tipo de fenómeno: há diferentes arcos, formas em diamante, o Anel de Einstein e até lenteamento duplo.
A grande diferença de distâncias entre a própria lente e as galáxias que ela deforma também cria oportunidades interessantes para estudos cosmológicos. Em especial, a equipa espera realizar mais análises espectrais para caracterizar a distribuição de matéria no enxame que atua como lente.
Com pelo menos sete fontes lenteadas, será possível restringir a quantidade de matéria no enxame e avançar no entendimento das proporções de matéria escura e matéria bariônica em sistemas desse tipo.
Além de mapear a distribuição de matéria, os investigadores também podem usar este sistema de lenteamento para examinar as características das fontes distantes que estão a ser lenteadas. Isto é relevante porque as fontes mais longínquas oferecem pistas sobre as condições existentes em diferentes épocas da história cósmica.
Fonte 7 e a supressão precoce de galáxias
Um exemplo é a fonte 7, uma fonte "próxima" interessante que pode ser uma galáxia "quiescente" com desvio para o vermelho muito alto. Ela parece bastante "vermelha" em medições no infravermelho, e outros objetos deste tipo já foram observados pelo HST. A fonte 7 pode ser um caso eficiente do que se chama "supressão precoce de galáxias".
Isto acontece quando a formação de estrelas é interrompida e a galáxia passa a um estado quiescente. Existem várias formas de isso ocorrer, mas a mais comum envolve algum tipo de ciclo de retroalimentação entre o buraco negro supermassivo central e as regiões mais externas. Esse processo pode ser desencadeado, por exemplo, por fusões de galáxias - algo muito frequente no Universo primordial.
A Lente Carrossel (e outras semelhantes) oferece uma forma especial de investigar essa fase da história cósmica e os eventos que moldaram as galáxias que observamos hoje.
Este artigo foi publicado originalmente pelo Universe Today. Leia o artigo original.
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