Uma das previsões das previsões de Einstein da relatividade geral era que a gravidade poderia distorcer o próprio espaço e, potencialmente, atuar como uma lente. Em 1979, esse efeito foi descoberto a distâncias muito maiores quando os astrônomos descobriram que distorcia a imagem de um quasar distante, fazendo com que um aparecesse como dois. Vários outros casos foram descobertos desde então, mas esses casos de lentes gravitacionais se mostraram difíceis de encontrar. As pesquisas por eles tiveram uma baixa taxa de sucesso, na qual menos de 10% dos candidatos são confirmados como lentes gravitacionais. Mas um novo método usando dados de Herschel pode ajudar os astrônomos a descobrir muito mais dessas ocorrências raras.
O telescópio Herschel é um dos muitos telescópios espaciais atualmente em uso e explora a parte do espectro desde o infravermelho distante até o submilímetro. Uma parte de sua missão é produzir um grande levantamento do céu, resultando no projeto Herschel ATLAS, que fará imagens profundas de mais de 550 graus quadrados do céu.
Enquanto Herschel explora essa parte do espectro eletromagnético com muito mais detalhes do que seus antecessores, de muitas maneiras, não há muito o que ver. As estrelas emitem apenas muito fracamente nesse intervalo. Os alvos mais promissores são gás quente e poeira, melhores emissores, mas também muito mais difusos. Mas é essa combinação de fatos que permitirá à Herschel potencialmente descobrir novas lentes com maior eficiência.
A razão é que, embora as galáxias carecem de forte emissão nesse regime no universo moderno, as galáxias antigas emitiram muito mais desde os primeiros 4 bilhões de anos. Durante esse tempo, muitas galáxias foram dominadas por poeira sendo aquecida pela formação de estrelas. No entanto, devido à distância, eles também devemos seja fraco… A menos que uma lente gravitacional atrapalhe. Assim, a maioria das fontes pequenas e pontuais da coleção ALTAS provavelmente são galáxias com lentes. Como explica Dra. Mattia Negrello, da Universidade Aberta e pesquisadora principal do estudo, “o grande avanço é que descobrimos que muitas das fontes mais brilhantes estão sendo ampliadas por lentes, o que significa que não precisamos mais confiar nas métodos ineficientes de encontrar lentes usadas em comprimentos de onda visíveis e de rádio. ”
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| Esses painéis mostram um zoom de uma das lentes, com imagens de alta resolução da Keck (luz óptica, azul) e do submilímetro Array (luz submilimétrica, vermelha). Créditos da imagem: ESA / NASA / JPL-Caltech / Keck / SMA |
Essa nova técnica já apresentou pelo menos cinco candidatos fortes. Um artigo, a ser publicado na edição atual de Ciência discute-os. Cada um deles recebeu observações de acompanhamento do espectrômetro Z-Spec no Observatório de Submilímetro do Instituto de Tecnologia da Califórnia. O mais distante desses objetos, rotulado como ID81, mostrou que uma linha espectral de IR proeminente tinha um desvio para o vermelho de 3,04, colocando-o a uma distância de 11,5 bilhões de anos-luz. Além disso, cada sistema mostrou o perfil espectral da galáxia em primeiro plano, demonstrando que a luz combinada recebida era de fato duas galáxias e o componente brilhante era uma lente gravitacional.
Esse método de usar lentes gravitacionais permitirá à equipe de Herschel investigar galáxias distantes em detalhes nunca antes alcançados. Como em todos os telescópios, comprimentos de onda mais longos resultam em menos resolução, o que significa que, mesmo que um dos sistemas distantes fosse dividido em partes distintas, Herschel seria incapaz de resolvê-los. Mas o fato de podermos vê-los significa que suas assinaturas espectrais das galáxias como um todo ainda podem ser estudadas. Além disso, como observou o professor Steve Eales, da Universidade de Cardiff, e o outro líder da pesquisa: "Também podemos usar essa técnica para estudar as lentes." Esse potencial para explorar a massa das galáxias próximas pode ajudar os astrônomos a entender e restringir a enigmática matéria escura que compõe ~ 80% da massa em nosso universo.
Dra. Loretta Dunne, da Universidade de Nottingham e líder conjunta da pesquisa Herschel-ATLAS, acrescenta: "O que vimos até agora é apenas a ponta do iceberg. Pesquisas de área ampla são essenciais para encontrar esses eventos raros e, como a Herschel cobriu apenas um trigésimo de toda a área de Herschel-ATLAS até agora, esperamos descobrir centenas de lentes quando tivermos todos os dados. Uma vez encontrado, podemos sondar o Universo primitivo nas mesmas escalas físicas que podemos nas galáxias ao lado. ”
