Os astrónomos descobriram uma rara lente gravitacional “Einstein Cross” que revela uma galáxia jovem com um número impressionante de estrelas maduras.
A galáxia em questão é J1453g, uma galáxia elíptica que é a primeira lente gravitacional a uma grande distância cósmica que os astrônomos foram capazes de “pesar” com precisão. As lentes J1453g iluminam um quasar mais distante, uma região do espaço dominada por um buraco negro supermassivo, ampliando-o e aparecendo várias vezes na mesma imagem num padrão em forma de cruz.
“A descoberta deste objeto excepcional permitiu-nos estudar com precisão a natureza das estrelas no centro de uma galáxia elíptica numa época distante do Universo, quando a galáxia ainda era jovem,” disse o líder da equipa Quirino D’Amato do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) num comunicado. “É incrível como a sua composição é semelhante à que vemos hoje na Via Láctea, num ambiente e época completamente diferentes.
“Isto diz-nos que ainda estamos longe de compreender totalmente os processos de formação e evolução das galáxias e representa um ponto importante para o desenvolvimento de modelos futuros.”
O que é lente gravitacional?
Esta pesquisa não seria possível devido à estranheza do universo que foi inicialmente proposto Albert Einstein em sua obra-prima de 1915, Teoria da Gravitação, Relatividade Geral.
Na relatividade geral, objetos com massa formam uma curva na estrutura do espaço e do tempo, que é unificada em uma entidade quadridimensional conhecida como “espaço-tempo”. Quanto maior a massa de um objeto, maior a curvatura que ele cria, e vivenciamos essas deformações no espaço-tempo como gravidade. Portanto, quanto maior a massa de um objeto, maior será sua influência gravitacional.
E quando a luz viaja através de dobras no espaço-tempo, algo fascinante acontece. O caminho normalmente reto da luz é curvado, sendo o grau de curvatura ditado pela proximidade com que ela chega do objeto de massa.
Isto significa que quando um objeto de maior massa se coloca entre a Terra e um objeto distante, a luz desse objeto de fundo chegará ao nosso telescópio em momentos diferentes. Esses corpos interestelares podem fazer com que os objetos de fundo sejam ampliados ou “lentes gravitacionais”. Na verdade, este fenômeno é amplamente utilizado pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) para observar galáxias antigas e distantes.
A cada vez, a diferença no horário de chegada pode fazer com que um objeto de fundo apareça várias vezes na mesma imagem. Essas múltiplas manifestações do mesmo corpo de fundo podem assumir formas circulares ou anéis de Einstein, e podem até aparecer como raras cruzes de Einstein.
No caso desta cruz de Einstein, a lente gravitacional é a galáxia J1453g, que está em alinhamento quase perfeito com a Terra, e um quasar distante, a região ativa no coração da galáxia, alimentada por um buraco negro supermassivo que se alimenta.
As lentes gravitacionais não servem apenas para a visualização normal de objetos além da nossa linha de visão; O efeito de lente pode dizer muito aos cientistas sobre as lentes. Neste caso, a equipa conseguiu determinar a distribuição de massa das estrelas J1453g com uma precisão sem precedentes, utilizando exposições transversais deste quasar. Isto revelou algo que vai além do que os modelos atuais sugerem.
Os cientistas normalmente esperam que os bojos centrais das galáxias elípticas se formem rapidamente e sejam dominados por estrelas de baixa massa. No entanto, J1453g parece ter uma configuração semelhante à Via Láctea, uma galáxia espiral barrada, o que significa que algumas galáxias elípticas com estrelas de grande massa nos seus corações podem formar-se lentamente. Outra possibilidade é que J1453g tenha sido modificado por um evento violento no início de sua história, como uma colisão e fusão com outra galáxia.
Assim, os resultados da equipa não representam apenas uma das medições mais robustas do nascimento de estrelas na juventude do Universo, mas também representam uma nova janela para a formação e evolução de estruturas cósmicas massivas. Na verdade, a investigação sugere uma história mais dinâmica e complexa para as galáxias do que se pensava anteriormente.
A pesquisa da equipe foi publicada quinta-feira (2 de abril) na revista Astronomia Natural.
