Imagem de arco gravitacional gigante descoberto pelo projeto SOGRAS.[Imagem: Linea/Furlanetto et al.]
Com informações do CBPF - 29/04/2013
Lentes gravitacionais
O projeto SOGRAS (SOAR GRavitational Arc Survey), iniciado em
2007 por um grupo de astrônomos de instituições de pesquisa brasileiras
interessados na busca sistemática e análise de arcos gravitacionais,
acaba de publicar seus primeiros resultados científicos.
Na semana passada, um artigo na prestigiosa revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
divulgou um estudo realizado com cerca de 50 aglomerados de galáxias,
mostrando fortes evidências de arcos gravitacionais em pelo menos seis
deles.
Arcos gravitacionais são imagens deformadas de galáxias distantes
quando sua luz atravessa um intenso campo gravitacional, como aquele
causado por aglomerados de galáxias, contendo, às vezes, milhares de
galáxias num volume cósmico relativamente pequeno.
Esse efeito, também conhecido como lenteamento gravitacional,
ocorre porque a trajetória da luz se curva na presença da gravidade
muito intensa do aglomerado, que então funciona como se fosse uma lente.
Tendo sido previsto pela teoria da relatividade geral, proposta pelo
físico Albert Einstein, o fenômeno que explica os arcos gravitacionais -
o desvio da luz pela gravidade - foi comprovado experimentalmente em
1919, durante um eclipse total do Sol observado na cidade de Sobral
(Ceará) e na Ilha de Príncipe.
Na ocasião, foi possível medir o desvio da trajetória da luz de estrelas distantes causada pelo Sol.
Por que estudar arcos gravitacionais?
De grande utilidade para pesquisas em astrofísica e cosmologia, os
arcos gravitacionais permitem mapear a distribuição total de matéria em
galáxias e aglomerados e, portanto, "avaliar" a matéria escura, que não
interage com a luz e que representa a maior parte da massa desses
objetos.
Além disso, como a luz das galáxias lenteadas percorre distâncias
cosmológicas, estudos com arcos permitem estudar o cosmos em grandes
escalas e, inclusive, entender melhor o que é outro componente
desconhecido do Universo, a chamada energia escura.
As imagens que sofrem o lenteamento gravitacional também podem ser
altamente ampliadas pelo efeito, o que permite estudar galáxias muito
distantes, as quais não seriam detectadas de outra forma. Ou seja, os
aglomerados de galáxias funcionam como gigantescos telescópios
gravitacionais.
Por todas essas razões, os astrônomos têm buscado, desde o fim da
década de 1980, sistemas com arcos gravitacionais. No entanto, esses
objetos são raros e muito difíceis de encontrar nas imagens
astronômicas. Além disso, sua identificação exige instrumentos muito
sensíveis e com grande resolução de imagens.
Selecionar e estudar
No Brasil, pesquisadores do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
(CBPF), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Universidade
de São Paulo (USP) e Observatório Nacional (ON) - participantes do
Laboratório Inter-institucional de e-Astronomia (LIneA) - juntaram-se a
cientistas do Laboratório Nacional Fermi (Fermilab), nos Estados Unidos,
para buscar arcos gravitacionais em aglomerados de galáxias.
A meia centena de aglomerados estudados pelo projeto foi selecionada a partir de dados obtidos pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) - projeto responsável pelo mapeamento de uma grande área da esfera celeste e pela confecção da maior imagem já feita do Universo.
Para cada um desses aglomerados foram obtidas imagens em alta
resolução pelo telescópio SOAR, que possui um espelho de 4 metros e está
localizado no Chile, na Cordilheira dos Andes, a uma altitude de 2.700
metros, em um dos melhores sítios astronômicos do planeta.
A participação brasileira no SOAR, construído em parceria pelo
Ministério da Ciência, Tecnologia, e Inovação (MCTI), U.S. National
Optical Astronomy Observatory, Universidade da Carolina do Norte e
Universidade do Estado de Michigan, é coordenada pelo Laboratório
Nacional de Astrofísica (LNA).
De acordo com Martín Makler, pesquisador do CBPF (Centro Brasileiro
de Pesquisas Físicas) e membro do Projeto SOGRAS, o futuro das pesquisas
com arcos gravitacionais deve seguir a mesma filosofia de selecionar
sistemas em imagens de grande área para um estudo mais detalhado com
telescópios de maior resolução.
Por isso, afirma, serão utilizados dados do Dark Energy Survey (DES), provavelmente o maior levantamento óptico para a cosmologia desta década, para identificar os sistemas.
O DES entrou em operação no ano passado e conta com uma forte
participação brasileira, coordenada pelo LineA (Laboratório
Inter-institucional de e-Astronomia).
O acompanhamento mais detalhado será novamente feito com o Gemini e
SOAR, além de telescópios do Observatório Europeu Austral (ESO), mas
desta vez utilizando um recurso inovador, conhecido com "óptica
adaptativa", que permite melhorar em muito a resolução das imagens,
conclui Martín.
Bibliografia:
The SOAR Gravitational Arc Survey - I: Survey overview and photometric catalogs
Cristina Furlanetto, Basilio X. Santiago, Martin Makler, Eduardo S. Cypriano, Gabriel B. Caminha, Maria Elidaiana da Silva Pereira, Angelo Fausti Neto, Juan Estrada, Huan Lin, Jiangang Hao, Timothy A. McKay, Luiz Nicolaci da Costa, Marcio A. G. Maia
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
DOI: 10.1093/mnras/stt380
http://arxiv.org/abs/1210.4136
The SOAR Gravitational Arc Survey - I: Survey overview and photometric catalogs
Cristina Furlanetto, Basilio X. Santiago, Martin Makler, Eduardo S. Cypriano, Gabriel B. Caminha, Maria Elidaiana da Silva Pereira, Angelo Fausti Neto, Juan Estrada, Huan Lin, Jiangang Hao, Timothy A. McKay, Luiz Nicolaci da Costa, Marcio A. G. Maia
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
DOI: 10.1093/mnras/stt380
http://arxiv.org/abs/1210.4136
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