Lentes Gravitacionais Mostram que a Cosmologia Está na Rota Correta

Uma súbita forma de lente gravitacional agindo no aglomerado de galáxias distantes, têm fornecido evidências não somente para fortalecer a teoria sobre a energia escura, mas também para a distribuição da matéria escura através do universo e para a santidade da Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

Usando observações de 446000 galáxias, feitas pelo Telescópio Espacial Hubble para o projeto COSMOS, Cosmic Evolution Survey, que é a mais intensa pesquisa galáctica já realizada, e é executada por uma equipe internacional de astrônomos liderada pelo Dr. Tim Schrabback da Universidade de Leiden na Holanda, buscam por pequenas distorções que indicam que a luz das galáxias foi gravitacionalmente focada por objetos localizados em um primeiro plano. Conhecida como lente fraca, o efeito é muito mais sutil do que os dramáticos arcos e múltiplas imagens focadas que são vistas ao redor de galáxia massivas. No caso da lente fraca o efeito é causado principalmente por grupos de galáxias menores cuja a gravidade não é tão forte.

A quantidade de lente fraca fornece informações sobre a distribuição de matéria através do espaço que está gerando a lente, particularmente a matéria escura invisível que faz parte de 23% do universo. Além disso, a matéria escura – a misteriosa força que está acelerando a expansão do universo – tem afetado os grandes aglomerados de matéria no universo cancelando sua força gravitacional, e como conseqüência fazendo com que os aglomerados de galáxias cresçam, mas lentamente, limitando-os em tamanho e afetando o grau  com o qual as galáxias são fracamente focadas pelas lentes gravitacionais. A energia escura significa também que as galáxias afetadas pela lente no plano de fundo dão mais distante do que aparentam ser, e devido ao efeito de lente gravitacional ser fortemente dependente da geometria, faz com que o efeito seja mais eficiente e notável. Pelo fato do grau com o qual as galáxias são afetadas pela lente gravitacional ser um resultado direto da teoria da gravidade de Einstein descrita na Relatividade Geral, às observações são mais uma prova de que a teoria de Einstein está correta.

Uma reconstrução em cor falsa da distribuição da matéria escura dentro da área de pesquisa do COSMOS. Essa matéria é suficiente para afetar as galáxias mais distantes por meio da lente gravitacional fraca. As áreas coloridas em branco, azul e verde são mais próximas do que as coloridas em laranja e vermelho.

“O aspecto mais importante é que as nossas medidas e basicamente todos os outros experimentos cósmicos estão de acordo. Elas podem ser descritas de maneira simples pelo modelo cosmológico baseado na Teoria da Relatividade Geral de Einstein”, diz Schrabback.

Para fornecer uma análise mais precisa, dados de redshift de 194000 das 446000 gláxias foram fornecidos pelo Telescópio Subaru em Mauna Kea no Havaí, para ajudar a criar um mapa tridimensional das galáxias com redshift maior que 5, o que significa que a luz viajou por 12 bilhões de anos. Comparações foram então feitas com o Millenium Survey – um dos melhores modelos computacionais que estima a distribuição de massa no universo – para averiguar a incerteza estatística inerente nas medidas, para o efeito de lente gravitacional fraca essa incerteza é medida pela média das formas de todas as galáxias. Com o os resultados a equipe de Schrabback possui em mãos as mais precisas medidas das formas das galáxias influenciadas pelo efeito de lente gravitacional fraca já feito, e uma das únicas vezes que esses dados foram também combinados com medidas de redshift. Nos anos que estão por vir, pesquisas profundas do céu utilizando o Dark energy Survey ou aquelas conduzidas pelo Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) em conjunto dom o VLT Survey Telescope no Observatório Sul Europeu no Chile, serão também usadas para medir o efeito de lente gravitacional fraca, à medida que a missão espacial Euclid será lançada pela Agência Espacial Européia na janela entre 2017 e 2018.

O Cosmic Evolution Survey foi iniciado pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia pelo Dr. Nick Scoville e mais 70 astrônomos distribuídos pelo mundo. Essa é considerada uma mega tentativa de mapear um pedaço do céu com dois graus quadrados de área com todos os comprimentos de onda disponíveis e utilizando os maiores telescópios: Hubble, Spitzer, Chandra, XMM-Newton, GALEX, Subaru, VLA e VLT, UKIRT, Telescópio Franco-Canadense entre outros. Um total de mais de dois milhões de galáxias foram detectadas. A contribuição do Hubble foi feita  por 579 pontos com sua ACS durante 640 órbitas terrestres, cobrindo uma área de 1.64 graus quadrados, a maior área já imageada pelo Hubble. O principal objetivo do projeto COSMOS é estudar como a distribuição da matéria em larga escala afeta como, quando e onde as galáxias se formaram, em 2007, dados desse projeto forma usados para construir o primeiro modelo tridimensional da distribuição da matéria escura no universo, mostrando como a matéria escura tem aumentado com a história do universo.

O efeito de lente gravitacional fraca ajuda a mapear a distribuição de matéria no universo, incluindo a matéria escura. Com a inclusão dos dados de redshift, os astrônomos foram capazes de medir em quais distâncias específicas estão determinados acúmulos de matéria. Devido ao fato da velocidade da luz ser finita, quanto mais longe olhamos, mais voltamos no tempo, assim podemos medir como a matéria estava distribuída e se alterou em bilhões de anos.

Fonte:

http://www.astronomynow.com/news/n1003/25lens/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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