Os astrónomos descobriram uma rara lente gravitacional “Cruz de Einstein”, revelando uma galáxia jovem com um número chocante de estrelas maduras.
A galáxia em questão é J1453g, uma galáxia elíptica que é a primeira lente gravitacional de grande distância cósmica que os astrônomos foram capazes de “pesar” com precisão. J1453g objetiva e amplia a luz de um quasar mais distante, uma região do espaço dominada por buracos negros supermassivos vorazes, de modo que aparece várias vezes na mesma imagem em forma de cruz.
“A descoberta deste objeto especial permite-nos estudar com precisão as propriedades das estrelas no centro das galáxias elípticas na era distante do Universo, quando a galáxia ainda era jovem”, disse o líder da equipa Quirino D’Amato, investigador do Instituto Nacional de Astrofísica de Itália (INAF), num comunicado. “O facto de a sua composição ser muito semelhante à que vemos hoje na Via Láctea, num ambiente e numa época completamente diferentes, é muito semelhante.”
“Isto diz-nos que estamos longe de compreender totalmente os processos de formação e evolução das galáxias e representa um ponto importante para o desenvolvimento futuro de modelos.”
O que são lentes gravitacionais?
Esta pesquisa teria sido impossível devido às peculiaridades do universo proposto pela primeira vez Albert Einstein publicou sua obra-prima sobre a teoria da gravidade, Relatividade Geral, em 1915.
A relatividade geral afirma que objetos com massa criam curvatura na estrutura do espaço e do tempo, unificada em uma entidade quadridimensional chamada “espaço-tempo”. Quanto mais massivo é um objeto, mais curvatura ele cria, e vemos essas distorções no espaço-tempo como gravidade. Portanto, quanto maior a massa de um objeto, maior será sua influência gravitacional.
Quando a luz viaja através do espaço-tempo distorcido, algumas coisas interessantes acontecem. O caminho da luz normalmente reto se curva ao longo da torção, com o grau de curvatura dependendo da distância do objeto que a luz percorre.
Isto significa que quando um objeto massivo chega entre a Terra e um objeto mais distante, a luz desse objeto de fundo pode atingir os nossos telescópios em momentos diferentes. Esses objetos intermediários fazem com que os objetos de fundo sejam ampliados, ou “lentes gravitacionais”. Na verdade, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) usa esse fenômeno para observar galáxias antigas e distantes com grande efeito.
Às vezes, diferenças nos horários de chegada também podem fazer com que os objetos de fundo apareçam várias vezes na mesma imagem. Essas múltiplas representações do mesmo objeto de fundo podem aparecer como um arranjo circular, ou Einstein Loop, ou como a mais rara Einstein Cross.
Neste exemplo da Cruz de Einstein, a lente gravitacional está quase perfeitamente alinhada com a galáxia J1453g e um quasar distante, uma região ativa no centro de uma galáxia alimentada por um buraco negro supermassivo em alimentação.
As lentes gravitacionais são úteis não apenas para observar objetos que normalmente estão além do nosso campo de visão; As lentes podem dizer muito aos cientistas sobre como o corpo está captando lentes. Neste caso, a equipa conseguiu usar a aparência cruciforme do quasar para determinar a distribuição de massa da estrela J1453g com uma precisão sem precedentes. Isto revela algo contrário ao que sugerem os modelos atuais.
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 estrutura semelhante à da Via Láctea, que é uma galáxia espiral barrada, o que significa que algumas galáxias elípticas podem ter-se formado mais lentamente com estrelas mais massivas nos seus centros. Outra possibilidade é que J1453g tenha sido transformado por um evento violento no início da sua história, como uma colisão e fusão com outra galáxia.
Os resultados da equipa representam, portanto, não só uma das medições mais fiáveis do nascimento de estrelas na adolescência do Universo, mas também representam uma nova janela para a formação e evolução de estruturas cósmicas de grande escala. Na verdade, este estudo mostra que a história das galáxias é mais dinâmica e complexa do que se pensava anteriormente.
As descobertas da equipe foram publicadas na revista quinta-feira (2 de abril) Astronomia Natural.
