Uma das conclusões mais surpreendentes da teoria da relatividade geral de Albert Einstein é que a trajetória da luz se curva na presença da matéria. Este efeito pode ser observado no caso da luz emitida por uma galáxia distante, quando sua luz passa perto de outra galáxia a caminho do observador. O fenômeno é conhecido como lente gravitacional, porque é comparável ao desvio de raios de luz pelas lentes de vidro clássicas. Da mesma forma, as lentes gravitacionais agem como lupas que alteram o tamanho, a forma e a intensidade da imagem do objeto distante.
Dependendo do grau de alinhamento das duas fontes, várias imagens da fonte distante podem ser observadas, como quatro imagens separadas na forma de uma cruz (daí o nome "cruz de Einstein"), anéis ou arcos. Em geral, é extremamente difícil detectar uma lente gravitacional, porque a separação entre as imagens produzidas pela lente é geralmente muito pequena, exigindo imagens de alta resolução para vê-las. Foi precisamente analisando imagens de alta resolução do Telescópio Espacial Hubble que foi possível localizar um asterismo que parecia um novo exemplo de cruz de Einstein.
Uma descoberta excepcional
No entanto, observar quatro pontos de luz na forma de uma cruz posicionada ao redor de uma galáxia não nos assegura que é uma lente, devemos mostrar que as 4 imagens pertencem ao mesmo objeto. Para isso, são necessárias observações espectroscópicas. Por essa razão, uma equipe de cientistas italianos liderada por Daniela Bettoni, do Observatório de Pádua, e Riccardo Scarpa, do IAC, decidiram observar espectroscopicamente com o GTC esta suposta lente. Segundo Scarpa, “o resultado não poderia ter sido melhor. A atmosfera era muito limpa e com um mínimo de turbidez (visão), o que nos permitiu separar claramente a emissão de três das quatro imagens. O espectro imediatamente nos deu a resposta que estávamos procurando, a mesma linha de emissão devido ao hidrogênio ionizado apareceu em todos os três espectros no mesmo comprimento de onda.
Uma nova cruz de Einstein foi descoberta, chamada J2211-0350 de acordo com suas coordenadas no céu. O objeto que atua como uma lente acaba por ser uma galáxia elíptica localizada a uma distância de aproximadamente 7 bilhões de anos-luz (z = 0,556), enquanto a fonte está a pelo menos 20 bilhões de anos-luz de distância (z = 3,03). "Normalmente a fonte é um quasar, foi com grande surpresa que percebemos que a fonte neste caso era outra galáxia, na verdade uma galáxia com linhas de emissão muito intensa que indica que é um objeto jovem ainda formando grandes quantidades de estrelas", explica Bettoni Uma grande conquista para o GTC, considerando apenas outra lente deste tipo era conhecida.
Nova ferramenta de pesquisa
Graças a essas novas observações, apresentadas na “Carta do Jornal Astrofísico”, os astrônomos têm agora mais uma ferramenta para investigar o Universo. As lentes gravitacionais são importantes porque permitem o estudo do Universo de uma maneira única, porque a luz das diferentes imagens, inicialmente a mesma luz, segue caminhos diferentes no Universo e quaisquer diferenças espectrais devem ser devidas ao material que está entre nós e a fonte. Além disso, se a fonte é variável, podemos ver um atraso de tempo (uma imagem ilumina antes dos outros), que fornece informações valiosas sobre a forma do Universo.
Naturalmente, a massa da lente responsável por dobrar a luz pode ser derivada com precisão, fornecendo um método independente importante para o peso das galáxias. Finalmente, como acontece com uma lente de vidro normal, a lente gravitacional concentra em nós a luz da fonte, possibilitando a visualização de objetos intrinsecamente inacessíveis. Neste caso, poderia ser calculado que a fonte é 5 vezes mais brilhante do que seria sem a lente.
Artigo: Daniela Bettoni, Renato Falomo, Riccardo Scarpa, Mattia Negrello, Alessandro Omizzolo, Romano LM Corradi, Daniel Reverte e Benedetta Vulcani. "Uma nova lente gravitacional da cruz de Einstein de uma galáxia de ruptura de Lyman", The Astrophysical Journal Letters, Volume 873, Número 2. DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab0aeb
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