Uma 'Cruz de Einstein' recém-descoberta revela a existência de um halo gigante de matéria escura

De acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein , a luz se curva em torno de objetos com grandes massas, como galáxias. Isso às vezes causa um fenômeno conhecido como lente gravitacional , que clareia, amplia e distorce a luz dos objetos que estão atrás.

Em casos raros, uma lente gravitacional pode até mesmo dividir a luz que a atravessa e fazê-la aparecer várias vezes. Esse fenômeno é chamado de "cruz de Einstein" devido ao formato que essas repetições divididas de luz criam.

Cruz de Einstein G2237+0305 observada em setembro de 1990 pelo Telescópio Espacial Hubble.

FOTOGRAFIA: NASA, ESA E STSCI

Uma nova cruz de Einstein foi recentemente observada e descrita em um artigo científico. A descoberta foi feita por uma equipe de pesquisa do Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), um telescópio espacial localizado no norte do Chile, utilizando dados de observação do ALMA e de outros telescópios. A luz da cruz provém de HerS-3, uma galáxia localizada a 11,6 bilhões de anos-luz de distância, com a lente gravitacional sendo gerada por quatro galáxias gigantes localizadas entre HerS-3 e a Terra. Essas galáxias gigantes estão localizadas a cerca de 7,8 bilhões de anos-luz de distância.

A lente gravitacional não apenas divide a fonte de luz, mas também a amplia, permitindo uma visão detalhada da fonte de luz atrás da lente. Graças a isso, a equipe afirma que a HerS-3 parece ser uma galáxia brilhante com formação estelar explosiva — uma galáxia em formação estelar explosiva — e que se formou em um momento em que a formação estelar estava no auge em todo o universo. A HerS-3 também possui um disco inclinado e giratório, do centro do qual jorra gás a uma velocidade frenética, afirma a equipe.

“Graças a este telescópio natural, podemos ampliar regiões 10 vezes menores que a Via Láctea, a quase 12 bilhões de anos-luz de distância, e no processo inferir matéria oculta na luz da visão”, disse Hugo Mesias, coautor do artigo, em um comunicado .

À primeira vista, a cruz de Einstein de HerS-3 parece ter sido criada exclusivamente por lentes gravitacionais geradas pelas quatro galáxias gigantes localizadas entre HerS-3 e a Terra. No entanto, usando um modelo preciso de lentes gravitacionais, a equipe descobriu que a massa observável dessas quatro galáxias gigantes é insuficiente para explicar a disposição das cinco imagens da cruz: sua massa simplesmente não é grande o suficiente para produzir o efeito visual observado.

“A única maneira de reproduzir a configuração notável que observamos foi adicionar um componente invisível e massivo: um halo de matéria escura no centro do grupo de galáxias”, disse o autor principal Pierre Cox, do Institut d'Astrophysique de Paris.

A luz avermelhada no quadro quadrado à direita é uma versão ampliada da cruz de Einstein da HerS-3. Os objetos brilhantes (G1-G4) no quadro à esquerda são as quatro galáxias gigantes que estão gerando o efeito de lente gravitacional. O marcador de estrela amarelo (DM) indica a localização de um halo massivo de matéria escura na população de galáxias que inclui as quatro galáxias gigantes.

FOTOGRAFIA: P. COX ET AL / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / NOEMA

Um halo de matéria escura é uma massa de matéria escura que se formou gravitacionalmente por conta própria. Acredita-se que a massa desse halo, que afeta a luz da HerS-3, seja vários trilhões de vezes maior que a do Sol.

Matéria escura é um material que teoricamente existe no espaço, mas que não pode ser visto na luz visível; acredita-se que represente cerca de 85% da massa total do universo. A cruz de Einstein formada pela HerS-3 pode, espera a equipe de pesquisa, fornecer um meio único para estudar a influência da matéria escura na formação de galáxias no universo primordial.

Esta história foi publicada originalmente na WIRED Japan e foi traduzida do japonês.