Encontrar uma agulha num palheiro cósmico. Astrónomos resolvem mistério do primeiro Anel de Einstein

Hubble / NASA / ESA

Determinados a encontrar uma agulha num palheiro cósmico, um par de astrónomos viajou no tempo através dos arquivos de dados antigos do Observatório W. M. Keck em Mauankea e do Observatório de Raios-X Chandra da NASA para desvendar o mistério em torno de um quasar brilhante, com uma lente gravitacional e muito obscurecido.

Este objeto celeste é uma galáxia ativa que emite enormes quantidades de energia devido a um material que devora um buraco negro. Encontrar um objeto com uma lente gravitacional, fazendo com que pareça mais brilhante e maior, é algo raro.

Embora pouco mais de 200 quasares com lente ocultos sejam atualmente conhecidos, poucos foram descobertos, uma vez que o buraco negro que alimenta agita gás e poeira, ocultando o quasar e dificultando a deteção em investigações de luz visível.

Embora os quasares estejam frequentemente muito distantes, os astrónomos conseguem detetá-los através de lentes gravitacionais, um fenómeno que atua como a lupa da natureza. Isso ocorre quando uma galáxia mais próxima da Terra age como uma lente e faz o quasar atrás dela parecer ainda mais brilhante.

O campo gravitacional da galáxia mais próxima distorce o espaço, curvando e amplificando a luz do quasar ao fundo. Se o alinhamento estiver correto, isso cria um círculo de luz chamado anel de Einstein, previsto por Albert Einstein em 1936. As lentes gravitacionais farão com que várias imagens do objeto de plano de fundo apareçam ao redor do objeto de primeiro plano.

O par de astrónomos não só descobriu um quasar deste tipo, como também descobriu que o objeto é o primeiro anel de Einstein descoberto, chamado MG 1131 + 0456, observado em 1987. Embora amplamente estudada, a distância do quasar permaneceu um mistério.

NASA

“À medida que nos aprofundámos, ficámos surpreendidos por uma fonte tão famosa e brilhante nunca ter tido a sua distância medida”, disse Daniel Stern, cientista sénior do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e autor do estudo, em comunicado. “Distanciar-se é um primeiro passo necessário para todos os tipos de estudos adicionais, como usar a lente como uma ferramenta para medir a história de expansão do Universo e como uma sonda para a matéria escura”.

Stern e o co-autor Dominic Walton, investigador do STFC Ernest Rutherford no Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge, são os primeiros a calcular a distância do quasar a 10 mil milhões de anos-luz de distância.

Walton e Stern conseguiram determinar a massa da galáxia com precisão e usar os dados Chandra para confirmar com robustez a natureza obscura do quasar, determinando a quantidade de gás que existe entre nós e as suas regiões centrais luminosas.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica The Astrophysical Journal.

“O nosso próximo passo é encontrar quasares com lentes ainda mais obscurecidos do que o MG 1131 + 0456”, disse Walton. “Encontrar essas agulhas será ainda mais difícil, mas elas estão lá fora, à espera de serem descobertas. Essas gemas cósmicas podem dar uma compreensão mais profunda do Universo, incluindo mais informações sobre como os buracos negros supermassivos crescem e influenciam o ambiente”.

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