Observando Através de Uma Lente Escura

Massivos aglomerados de galáxias  – que estão orientados de forma a ficar de frente para a Terra – podem gerar um forte efeito de lente gravitacional. Contudo, algumas pesquisas desses aglomerados  têm chegado a conclusão que esses aglomerados têm uma tendência a aumentar esse efeito de lente – no mínimo ter um efeito de lente maior do que aquele previsto com base na sua massa estimada.

Esse efeito é conhecido pelos pesquisadores que trabalham nessa área como, o problema da super concentração, e ele parece tratar pela primeira vez o caso da massa perdida. Mas, mais do que apenas ser um fator importante para o problema da matéria escura, os pesquisadores estão fazendo observações mais detalhadas para identificar o seu verdadeiro papel no universo.

Esse efeito conhecido como Efeito Sunyaev-Zel’dovich ou Efeito SZ é uma nova maneira de vasculhar o céu atrás de objetos massivos como os aglomerados galácticos, que distorcem a Radiação de Micro Ondas Cósmica de Fundo (CMB) por meio do efeito de espalhamento Compton inverso, onde os prótons, no caso os fótons do CMB interagem com elétrons muito energizados, desviando os prótons para uma frequência com comprimento de onda menor.

O Efeito SZ é bem independente do desvio para vermelho – uma vez que você começa com a luz mais consistentemente desviada para o vermelho no universo e está procurando por um único eventoque terá o mesmo efeito na luz se ele acontecer perto ou distante. Então, com um equipamento sensível aos comprimentos de onda do CMB, você pode vasculhar todo o céu – detectando tanto objetos próximos, que podem ser observados de forma direta opticamente bem como objetos muito distantes que podem ter sido desviados para o vermelho dentro do espectro do rádio.

O Efeito SZ causa distorções no CMB na ordem de um milionésimo de Kelvin e o efeito necessita de estruturas realmente massivas – uma simples galáxia não é suficiente para gerar o efeito SZ por si só. Mas quando funciona – o efeito SZ oferece um método para se medir a massa de aglomerados de galáxias – ele faz isso de uma maneira que é um pouco diferente da lente gravitacional.

Acredita-se que o efeito SZ seja mediado por elétrons localizados no meio localizado entre os aglomerados. Isso significa que o Efeito SZ é o resultado da matéria bariônica uma vez que é o inverso do efeito Compton. Contudo, a lente gravitacional é o resultados da distorção do espaço-tempo – que existe parcialmente devido à presença da matéria bariônica  mas também da matéria escura (não bariônica).

Pesquisadores usaram o Sunyaev-Zel’dovich Array, um conjunto de oito rádio telescópios de 3.5 metros localizados na Califórnia para pesquisar 10 aglomerados galácticos que sofrem forte efeito de lente gravitacional. Eles encontraram uma tendência consistente para o raio de Einstein de cada lente gravitacional de aproximadamente duas vezes o valor esperado para a massa, determinado pelo Efeito SZ de cada aglomerado.

O raio de Einstein é uma medida do tamanho do anel de Einstein que se formaria se o aglomerado fosse exatamente orientado no plano em que ele fique exatamente de frente para a Terra, ou seja, o observador, a lente e a fonte de luz distante que é ampliada devem estar numa linha reta. Lentes gravitacionais fortes são normalmente observadas somente em uma geometria próxima a essa, mas mesmo assim, o seu anel de Einstein, e o seu raio, consequentemente sua massa, podem ser inferidos facilmente.

Os pesquisadores notaram que esse é um trabalho em processo, até agora eles só confirmaram o problema da super orientação em outras pesquisas. Eles sugerem a possibilidade de que a quantidade de matéria no meio entre os aglomerados pode ser menor do que a esperada, significando que o Efeito SZ está subestimando a massa real do aglomerado.

Se, de maneira alternativa esse é um efeito causado pela matéria escura, existiria mais matéria escura nesses aglomerados do o atual modelo padrão da cosmologia, chamado de Lambda-Cold Dark Matter prevê.

Os artigos dos pesquisadores discutindo esses resultados e lo artigo original de Einstein postulando as bases para as lentes gravitacionais, podem ser encontrados aqui.

Fonte:

http://www.universetoday.com/80339/astronomy-without-a-telescope-through-a-lens-darkly/

 

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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