Os astrônomos no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e da Ecole Polytechnique Fédérale de Lausane (EPFL) na Suíça, descobriram pela primeira vez o caso de uma galáxia distante sendo ampliada por um quasar que está agindo como uma lente gravitacional. A descoberta, baseada em parte nas observações feitas no Observatório W.M. Keck em Mauna Kea no Havaí, está sendo publicada, hoje, 16 de Julho de 2010 na revista especializada Astronomy & Astrophysics.
Os quasares que são objetos extremamente luminosos localizados no universo distante, acredita-se que eles recebam energia de buraco negros supermassivos localizados no centro das galáxias. Um único quasar poderia ser mil vezes mais brilhante do que uma galáxia inteira com centenas de bilhões de estrelas, essa propriedade faz com que o estudo das galáxias que hospedam os quasares ser extremamente difícil. O significado da descoberta, dizem os pesquisadores, é que irá fornecer uma nova maneira de entender essas galáxias hospedeiras.
“É como se você estivesse na frente de um farol de carro super brilhante e tentasse discernir a cor dos aros”, disse Frédéric Courbin do EPFL, o principal autor do artigo. Usando as lentes gravitacionais, diz ele, “nós podemos medir as massas das galáxias que abrigam os quasares e então evitar toda essa dificuldade”.
De acordo com a teoria da relatividade geral de Einstein, se uma grande massa (como uma grande galáxia ou um aglomerado de galáxias) está colocada na linha de visada de uma galáxia distante, parte da luz que vem dessa galáxia será dividida. Devido a isso, um observador na Terra irá ver duas ou mais imagens próximas da agora aumentada galáxia de fundo.
A primeira lente gravitacional foi descoberta em 1979, e produziu uma imagem de um quasar distante que foi aumentado e separado por uma galáxia que estava em um plano mais a frente. Centenas de casos de lentes gravitacionais aumentando a imagem de quasares são bem conhecidos. Mas até agora, o processo inverso, ou seja, uma galáxia de fundo sendo aumentada pela presença de uma massiva galáxia hospedeira de um quasar em um plano a frente nunca tinha sido detectada.
O uso de lentes gravitacionais para medir as massas de galáxias distantes independente independente de seus brilhos foi sugerida em 1936 pelo astrofísico da Caltech, Fritz Zwicky, e a técnica tem sido usada de forma efetiva para essa proposta por anos. Até agora, porém nunca tinha sido aplicada para medir a massa de quasares.
Para encontrar as lentes gravitacionais, os astrônomos buscam em uma grande base de dados de espectros de quasares obtidos pelo Sloan Digital Sky survey (SDSS) para então selecionar casos reversos de lentes gravitacionais com o quasar em primeiro plano e a galáxia em um plano de fundo. Seguindo essa metodologia eles escolheram o melhor quasar candidato SDSS J0013+1523, localizado a aproximadamente 1.6 bilhão de anos-luz de distância, usando o Telescópio de 10 metros do Observatório W. M. Keck, ele puderam confirmar que o quasar estava aumentando uma galáxia distante, localizada a aproximadamente 7.5 bilhões de anos-luz de distância.
“Nós nos deliciamos ao ver que essa idéia realmente funciona”, disse Georges Meylan, professor de física e líder da equipe do EPFL. “Essa descoberta demonstra a utilidade contínua das lentes gravitacionais como uma ferramenta astrofísica”.
“Quasares são valiosas ferramentas para se estudar sobre a formação e a evolução das galáxias”, disse o professor de Astronomia S. George Djorgovski, líder da equipe do Caltech. Além disso, adiciona ele “descobertas de mais sistemas irão ajudar a entender melhor a relação entre os quasares e as galáxias que os contém, e a sua co-evolução”.
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