Primeira lente gravitacional quasar descoberta (com vídeo)

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As lentes de gravitação - um fenômeno que se insere na teoria da relatividade geral de Einstein - foram observadas inúmeras vezes, criando algumas imagens fantásticas de anéis, arcos e cruzamentos compostos por galáxias massivas a anos-luz de distância. Como a luz de um objeto de segundo plano é dobrada pela gravidade em torno de um objeto de primeiro plano, várias imagens ampliadas do objeto de segundo plano são produzidas a partir de nosso ponto de vista.

Pela primeira vez, um quasar (objeto quase-estelar) mostrou lentes gravitacionais de uma galáxia atrás dele. Foram encontradas cerca de cem instâncias de lentes gravitacionais que consistem em uma galáxia em primeiro plano e um quasar em segundo plano, mas esta é a primeira vez que o oposto é o caso; isto é, um quasar curvando a luz de uma galáxia de fundo ao seu redor para criar uma imagem múltipla dessa galáxia.

Pensa-se que os quasares são o resultado de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia que tenta engolir toda a matéria que a cerca. À medida que a matéria se acumula quando se aproxima do buraco negro, ela se aquece devido ao atrito e começa a emitir luz através do espectro eletromagnético. A luz de um quasar pode ofuscar uma galáxia inteira de estrelas, dificultando separar a luz de uma galáxia de fundo do brilho avassalador do próprio quasar.

Para fazer essa detecção inicial (certamente há muitos a seguir), os astrônomos do Laboratório de Astrofísica da EPFL, em cooperação com a Caltech, usaram dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Eles analisaram 22.298 quasares do catálogo do SDSS Data Release 7 e procuraram imagens que apresentassem um espectro de emissão fortemente redshift. De acordo com o artigo que anuncia os resultados, "nesses espectros, procuramos linhas de emissão com desvio para o vermelho além do desvio para o vermelho do [quasar]".

Em outras palavras, um quasar que está fotografando uma galáxia no fundo exibirá um desvio para o vermelho mais alto do que aquele que não está fotografando uma galáxia de fundo, já que a luz da galáxia e do quasar é combinada nos dados do SDSS. Então, quasares que tinham um desvio para o vermelho esperado foram jogados fora, e uma análise estatística de quasares com linhas de emissão que poderiam imitar uma lente gravitacional eliminou muitos outros objetos. Isso deixou cerca de 14 objetos dos 22.298 analisados ​​como possíveis candidatos. Desses 14, a equipe selecionou um para realizar observações de acompanhamento, denominadas SDSS J0013 + 1523.

O SDSS J0013 + 1523 fica a cerca de 1,6 bilhão de anos-luz de distância e está observando uma galáxia que fica a cerca de 7,5 bilhões de anos-luz da Terra. Usando o telescópio Keck II, eles foram capazes de confirmar que o SDSS J0013 + 1523 estava realmente capturando a luz de uma galáxia localizada atrás dele. Imagens do Hubble da descoberta estão em obras.

Aqui está um vídeo produzido pela EPFL descrevendo os resultados.

O que é significativo sobre essa descoberta - além do novo aspecto de um quasar que atua como uma lente - é que ela permitirá que os pesquisadores refinem melhor sua compreensão dos quasares. Quando a luz é dobrada em torno de um objeto, ela se dobra por causa da gravidade, e a gravidade é resultado da massa. Portanto, algo muito massivo funcionará como uma lente mais forte do que algo minúsculo, e a massa do objeto que realiza todo o trabalho da lente - nesse caso, o quasar em primeiro plano - pode ser determinada.

Seus resultados foram publicados em uma carta para Astronomia e Astrofísica em 16 de julho. O documento original está disponível para sua leitura aqui.

Fonte: Eurekalert aqui e aqui, artigo Arxiv aqui

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