Primeira imagem de um objecto de matéria escura

2002-01-09

Imagem obtida pelo Telescópio Espacial Hubble, mostrando um objecto constituinte da matéria escura, um MACHO. Este MACHO, indicado pela seta, é uma estrela anã castanha que provocou um efeito de microlente gravitacional numa estrela azul que se encontra noutra galáxia. Crédito: ESA, ESO, e equipa do projecto MACHO.
Pela primeira vez, um objecto constituinte da matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
foi observado directamente. Imagens e espectros de uma microlente gravitacional
efeito de microlente gravitacional
O efeito de microlente gravitacional é um caso particular do efeito de lente gravitacional - a deflexão da luz provocada pelo campo gravitacional de um objecto com massa que se encontra entre o observador e a fonte de luz. Chama-se microlente gravitacional quando não há distorção na imagem da fonte de luz, mas esta aumenta o seu brilho. Por exemplo, se uma pequena estrela próxima de nós passar exactamente entre nós e uma outra estrela mais distante, o campo gravitacional da estrela mais próxima actua como uma microlente e foca a luz da estrela mais distante, aumentando o seu brilho.
, originada por um MACHO
MACHO (MAssive Compact Halo Objects)
O termo MACHO apareceu para designar estrelas anãs brancas, anãs castanhas e planetas do halo da nossa galáxia que possam fazer parte da matéria escura do halo galáctico. Os MACHOs são detectados através do efeito de microlente gravitacional que provocam na luz de estrelas mais distantes.
(objectos compactos de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada do halo galáctico), foram obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
/ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
) e pelo VLT
Very Large Telescope (VLT)
O Very Large Telescope é um observatório operado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO) e localizado no Cerro Paranal, no deserto de Atacama, no Chile. O VLT é composto por 4 telescópios de 8,2 m de diâmetro que podem trabalhar simultaneamente, constituindo um interferómetro óptico, ou independentemente.
(Very Large Telescope - pertencente ao ESO
European Southern Observatory (ESO)
O Observatório Europeu do Sul é uma organização europeia de Astronomia para o estudo do céu austral fundada em 1962. Conta actualmente com a participação de 10 países europeus e ainda do Chile. Portugal tornou-se membro do ESO em 1 de Janeiro de 2001, no seguimento de um acordo de cooperação que durou cerca de 10 anos.
). Este resultado é uma forte confirmação da teoria que prevê a existência de uma grande fracção de matéria escura sob a forma de estrelas anãs
estrela anã
Uma estrela anã, também dita estrela da sequência principal, é uma estrela não evoluída, que ainda se encontra na fase de fusão do hidrogénio em hélio, no seu núcleo.
pouco brilhantes, em galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
como a nossa.

O Projecto MACHO
Projecto MACHO
O projecto MACHO tem como principal objectivo testar a hipótese de uma fracção significativa da matéria escura do halo da nossa Galáxia ser constituída por objectos como anãs castanhas e planetas: estes objectos são designados por MACHOs (MAssive Compact Halo Objects, ou seja, objectos compactos de massa elevada do halo galáctico). Estes objectos podem ser detectados através do efeito de microlente gravitacional que provocam na luz de estrelas mais distantes. Como o evento é raro, torna-se necessário monitorizar a fotometria de vários milhões de estrelas durante anos para obter uma taxa de detecção útil - este projecto utiliza o telescópio de 50 polegadas do Observatório de Mt. Stromlo (Austrália). O projecto MACHO é uma colaboração entre cientistas dos observatórios de Mt. Stromlo e Siding Spring (Austrália), do Centro para a Astrofísica das Partículas da Universidade da Califórnia (EUA) e do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (EUA).
, iniciado em 1991, fez a monitorização do brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
de mais de 10 milhões de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
localizadas na Grande Nuvem de Magalhães
Grande Nuvem de Magalhães
A Grande Nuvem de Magalhães é uma galáxia irregular que orbita a Via Láctea, a uma distância aproximada de 180 mil anos-luz. Juntamente com a Pequena Nuvem de Magalhães, é um objecto celeste do céu austral bem visível à vista desarmada, na constelação do Dorado (Espadarte). Conhecida desde 964 D.C., quando foi mencionada pelo astrónomo Persa Al Sufi, foi redescoberta por Fernão de Magalhães em 1519. Esta galáxia contém inúmeros objectos interessantes, entre os quais a Nebulosa da Tarântula (NGC 2070).
por um período de 8 anos. A primeira lente gravitacional
efeito de lente gravitacional
O efeito de lente gravitacional consiste na deflexão da luz provocada pelo campo gravitacional muito forte de um objecto que se encontra entre o observador e a fonte de luz. Por exemplo, uma galáxia, ou um enxame de galáxias, que se encontre entre nós e um objecto astronómico muito distante, como um quasar, pode actuar como uma lente gravitacional. Tipicamente, o efeito de lente gravitacional faz com que se observe, numa única fotografia, mais do que uma imagem do mesmo objecto.
foi descoberta em 1993. Neste momento existem cerca de 20 detecções na direcção das Nuvens de Magalhães
Nuvens de Magalhães
As Nuvens de Magalhães são duas pequenas galáxias irregulares - a Grande Nuvem de Magalhães e a Pequena Nuvem de Magalhães - que orbitam a nossa galáxia muito próximo de nós e podem ser observadas a partir do hemisfério Sul.
. Estes resultados demonstram a existência de uma população de MACHOs dentro e em torno da Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
, que poderá ser responsável por cerca de metade de toda a matéria escura bariónica (matéria vulgar) contida na nossa galáxia.

Para conhecer mais detalhadamente cada microlente detectada, a equipa do projecto MACHO utilizou o Telescópio Espacial Hubble para obter imagens de alta resolução das estrelas em questão. Uma destas imagens revelou um objecto vermelho muito ténue situado a apenas uma fracção de segundo de arco
segundo de arco (")
O segundo de arco (") é uma unidade de medida de ângulos, ou arcos de circunferência, correspondente a 1/60 de minuto de arco, ou seja, 1/3600 de grau.
de uma estrela azul da sequência principal, pertencente à Grande Nuvem de Magalhães. A detecção original da ocorrência da microlente gravitacional, que durou cerca de 100 dias, tinha sido 6 anos antes. Verificou-se que o brilho da estrela vermelha ténue, a sua localização e separação da estrela azul, são consistentes com os valores previstos pela curva de luz obtida pela equipa na primeira detecção. Esta observação também revela que este objecto ténue é uma estrela anã de pouco brilho que se localiza no disco da nossa galáxia a uma distância de 600 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
e cuja massa é 5 a 10% da massa do Sol
massa solar
Massa solar é a quantidade de massa existente no Sol e, simultaneamente, a unidade na qual os astrónomos exprimem as massas das estrelas, nebulosas e galáxias. Uma massa solar é igual a 1,989x1030 kg.
.

Para confirmar estas descobertas, membros da equipa MACHO obtiveram espectros do objecto utilizando o instrumento FORS do VLT, no Observatório Europeu do Sul (ESO). Apesar de não ter sido possível separar os espectros do objecto vermelho e da estrela azul, os espectros observados, que resultam da combinação dos dois, mostraram sinais inquestionáveis das riscas de absorção
risca de absorção
Uma risca de absorção é uma risca escura no espectro de luz. Corresponde à diminuição da intensidade da radiação num determinado comprimento de onda devido à absorção de energia para a transição de um electrão de um nível energético mais baixo para um nível energético mais elevado de um átomo ou molécula. As riscas de absorção, tal como as de emissão, contêm informação sobre a composição química e as condições físcicas do material que as produzem.
duma estrela anã de classe espectral M, sobrepostas ao espectro da estrela azul da sequência principal.

A combinação da curva de luz obtida anteriormente, das imagens de alta-resolução obtidas pelo Hubble e dos espectros obtidos pelo VLT, permitiu estabelecer a primeira detecção directa de um objecto MACHO. A informação sobre o objecto está agora completa, conhecendo-se a sua massa, a sua distância e a sua velocidade. Este resultado demonstra que com medições precisas do brilho e um acompanhamento extensivo, os astrónomos serão capazes de caracterizar uma fracção significativa da matéria escura da Via Láctea e que essa matéria escura não é tão escura como se pensava previamente.

A procura de objectos do tipo MACHO tem o potencial de, no futuro, ser possível mapear esta forma de matéria escura e alcançar uma melhor compreensão do papel desempenhado pela matéria escura na formação de galáxias.

Fonte da notícia: http://www.esa.int/export/esaCP/ESAQVKZ84UC_index_0.html e
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2001/pr-28-01.html