Quasar estudado pelos telescópios MMT e Magalhães

2004-04-06

Em cima: Ilustração do efeito de lente gravitacional provocado por um aglomerado de galáxias localizado entre nós e o quasar observado, do qual resulta uma duplicação da imagem do objecto observado (as linhas carregadas representam o trajecto real dos raios luminosos, e as linhas leves o trajecto aparente). Crédito: A. R. Marble. Em baixo: Imagem dupla de QSO 2QZ J1435+0008 obtida na banda J (infravermelho próximo), com um dos dois telescópios Magalhães, no Chile. Crédito: A.R. Marble et al. (University of Arizona).
Os astrónomos procuram formas de saber mais acerca 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.
, que constitui a maior parte da matéria no Universo. Contudo, a matéria escura não emite luz, o que torna extremamente difícil a sua observação directa, e consequentemente o seu estudo.

Uma forma de estudar a matéria escura é através do efeito de 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.
em objectos longínquos como quasares
quasar
Os quasares são objectos extragalácticos extremamente brilhantes e compactos. Hoje acredita-se que são o centro de galáxias muito energéticas ainda num estado inicial da sua evolução (são, pois, núcleos galácticos activos - NGAs) e a sua energia provém de um buraco negro de massa muito elevada. Os seus desvios para o vermelho indicam que se encontram a distâncias cosmológicas. O seu nome, quasar, vem do inglês quasi-stellar object, ou seja, objecto quase estelar, devido à semelhança da sua imagem em placas fotográficas com a imagem de uma estrela.
. Se na direcção de observação, entre nós e o quasar observado, existir um objecto celeste de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada, por exemplo uma galáxia
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.
, a luz proveniente do quasar sofre o efeito de lente gravitacional, uma vez que a gravidade do objecto interposto deflecte a luz na nossa direcção, actuando como se de uma lente se tratasse. Contudo, não é fácil observar quasares por efeito de lente gravitacional, uma vez que apenas 1 em 500 quasares possui um objecto de massa extremamente elevada perfeitamente alinhado, entre ele e a Terra.

Havendo efeito de lente gravitacional, o objecto observado desdobra-se em várias imagens idênticas (ver figura ao lado). Assim sendo, a detecção de dois quasares muito próximos indica a possibilidade de não se tratar de dois objectos distintos, mas de um objecto e de uma sua réplica. Quando maior for a massa do objecto que consitui a lente maior será o efeito na deflexão da luz, e mais espacialmente afastadas aparecerão as réplicas do objecto observado.

Uma equipa de astrónomos liderada por A. Marble (Universidade do Arizona, EUA) tem vindo a estudar amostras de pares de quasares que aparentemente se encontram associados. Contudo, notaram que o objecto QSO 2QZ J1435+0008 parecia ser um caso de lente gravitacional num quasar, e não um par de quasares distintos consideravelmente afastados no céu (cerca de 33 segundos 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.
), dado que os seus desvios para o vermelho
desvio para o vermelho (z)
Designa-se por desvio para o vermelho (em inglês, redshift) o desvio do espectro de um objecto para comprimentos de onda mais longos. O desvio para o vermelho pode dever-se ao movimento do objecto a afastar-se do observador (desvio de Doppler), ou à expansão do Universo (desvio para o vermelho cósmico, ou gravitacional). O desvio para o vermelho cósmico permite estimar a distância a que o objecto se encontra: quanto maior o desvio, mais distante o objecto. O desvio de Doppler permite calcular a velocidade a que o objecto se desloca.
eram perfeitamente idênticos.

Assim, em Março de 2003, foram realizadas observações deste sistema com o telescópio MMT, de 6,5m de diâmetro, situado no Monte Hopkins (Arizona, EUA). Foram igualmente obtidas imagens com um dos telescópios Magalhães, também de 6,5m, no observatório de Las Campanas (Chile). As observações com o MMT mostraram que também os espectros eram quase idênticos, bem como a energia radiada. Além disso, as imagens obtidas com o telescópio Magalhães revelaram uma galáxia no local adequado para desempenhar o papel de lente. No entanto, estas imagens não possuem detalhe suficiente para distinguir esta galáxia de um possível aglomerado de galáxias.

A separação entre as réplicas dá-nos informação sobre a massa do objecto que consitui a lente. A separação observada em QSO 2QZ J1435+0008 é quase o dobro da maior separação até agora conhecida em lentes gravitacionais, e quase vinte vezes maior do que a separação de uma lente típica.

Este tipo de estudos é extremamente importante, pois permite-nos analisar a distribuição da matéria escura quando o Universo era jovem. Os locais onde se encontrar maior densidade
densidade
Em Astrofísica, densidade é o mesmo que massa volúmica: é a massa por unidade de volume.
de matéria escura são precisamente os locais onde se terão formado os aglomerados de galáxias
enxame de galáxias
Um enxame, ou aglomerado, de galáxias é um conjunto de galáxias gravitacionalmente ligadas. A Via Láctea pertence ao aglomerado chamado Grupo Local de galáxias. O enxame de galáxias mais próximo de nós é o Enxame da Virgem.
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Fonte da notícia: http://www.as.arizona.edu:8080/Astro/1074196772/index_html