Às vezes, há um alinhamento aleatório - distante no universo, onde os objetos são separados por distâncias inimagináveis medidas em bilhões de anos-luz - quando um aglomerado de galáxias em primeiro plano cruza a luz de um objeto ainda mais distante. A conjunção faz truques visuais, onde o aglomerado de galáxias age como uma lente, parecendo ampliar e dobrar a luz distante.
O raro alinhamento cósmico pode trazer o universo distante à vista. Agora, os astrônomos encontraram uma surpresa: eles detectaram a lupa cósmica mais distante ainda.
Visto acima como parecia 9,6 bilhões de anos atrás, esta galáxia elíptica monstruosa quebra o recordista anterior em 200 milhões de anos-luz. Está dobrando, distorcendo e ampliando a galáxia espiral distante, cuja luz levou 10,7 bilhões de anos para chegar à Terra.
"Quando você olha há mais de 9 bilhões de anos atrás no universo primordial, não espera encontrar esse tipo de lente galáxia-galáxia", disse o pesquisador Kim-Vy Tran, da Universidade A&M do Texas, em um comunicado de imprensa do Hubble.
“Imagine segurando uma lupa perto de você e depois afastando-a muito mais. Quando você olha através de uma lupa mantida à distância do braço, as chances de você ver um objeto aumentado são altas. Mas se você mover a lupa pela sala, suas chances de vê-la quase perfeitamente alinhadas com outro objeto além dele diminuirão. ”
A equipe estudava a formação de estrelas nos dados coletados pelo Observatório W. M. Keck, no Havaí, quando encontraram uma forte detecção de gás hidrogênio quente que parecia surgir de uma galáxia elíptica maciça e brilhante. Pareceu estranho o time. O hidrogênio quente é um sinal claro de nascimento de uma estrela, mas foi detectado em uma galáxia que parecia velha demais para formar novas estrelas.
"Fiquei muito surpreso e preocupado", lembrou Tran. "Pensei que tivéssemos cometido um grande erro com nossas observações."
Então Tran vasculhou as imagens arquivadas do Hubble, que revelaram um objeto azul manchado ao lado do elíptico maior. Era a clara assinatura de uma lente gravitacional.
"Descobrimos que a luz da galáxia de lentes e da galáxia de fundo foi misturada nos dados terrestres, o que estava nos confundindo", disse a co-autora Ivelina Momcheva, da Universidade de Yale. “Os dados espectroscópicos de Keck sugeriram que algo interessante estava acontecendo aqui, mas apenas com a espectroscopia de alta resolução do Hubble conseguimos separar a galáxia de lentes da galáxia de fundo mais distante e determinar que as duas estavam a distâncias diferentes. Os dados do Hubble também revelaram a aparência reveladora do sistema, com a lente de primeiro plano no meio, flanqueada por um arco brilhante de um lado e uma leve mancha do outro - ambas imagens distorcidas da galáxia de fundo. Precisávamos da combinação de imagens e espectroscopia para resolver o quebra-cabeça. ”
Medindo a intensidade da luz da galáxia de fundo, a equipe conseguiu medir a massa total da galáxia gigante. Ao todo, pesa 180 bilhões de vezes mais que o nosso Sol. Embora isso possa parecer grande, na verdade pesa quatro vezes menos que a galáxia da Via Láctea.
"Existem centenas de galáxias de lentes que conhecemos, mas quase todas são relativamente próximas, em termos cósmicos", disse o principal autor Kenneth Wong do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica. “Encontrar uma lente tão distante quanto essa é uma descoberta muito especial, porque podemos aprender sobre o conteúdo de matéria escura das galáxias no passado distante. Ao comparar nossa análise dessa galáxia de lentes com as lentes mais próximas, podemos começar a entender como esse conteúdo de matéria escura evoluiu ao longo do tempo. ”
Curiosamente, a galáxia de lentes está abaixo do peso em termos de conteúdo de matéria escura. No passado, os astrônomos assumiram que a matéria escura e a matéria normal se acumulam igualmente em uma galáxia ao longo do tempo. Mas esta galáxia sugere que não é esse o caso.
Os resultados da equipe foram publicados na edição de 10 de julho do The Astrophysical Journal Letters e estão disponíveis online.
