Microlente gravitacional utilizada na determinação da forma de uma estrela

2005-06-10

Comparação do achatamento nos pólos da estrela fonte do evento de microlente gravitacional MOA-33 com os resultados recentes para as estrelas Achernar e Altair. Crédito: JBO/Rattenbury et al.
Uma equipa internacional de astrónomos, liderada por N. Rattenbury (Observatório de Jodrell Bank
Jodrell Bank Observatory
O observatório de Jodrell Bank pertence ao Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Manchester, no Reino Unido. Está localizado nas planícies do Cheshire, em Macclesfield, perto da cidade de Manchester. Trata-se de um observatório dedicado à radioastronomia, cuja história começa em 1945 quando Sir Bernard Lovell foi para a Universidade de Manchester para observar raios cósmicos. O principal telescópio deste observatório, o telescópio Lovell, é o terceiro maior radiotelescópio manobrável do mundo, com um diâmetro de 74 m.
, Reino Unido), utilizou, pela primeira vez, o fenómeno de 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.
para determinar a forma de uma estrela
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.
.

Para nós, a maioria das estrelas aparece-nos como pontos, devido à distância a que se encontram. Embora o progresso em interferometria
interferometria
A interferometria é uma técnica de observação baseada em padrões de interferência causados pela combinação de ondas electromagnéticas: quando duas ondas estão em fase, o sinal é mais forte e diz-se que a interferência é construtiva; quando as duas ondas estão exactamente fora de fase, a interferência é destrutiva e não há sinal.
óptica já nos tenha possibilitado a medição da forma de algumas estrelas, as observações são difíceis e até hoje só se realizaram para um reduzido número de estrelas.

O fenómeno 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.
acontece quando, estando um observador, um objecto de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada e uma fonte de luz alinhados, a luz proveniente da fonte é deflectida pelo objecto de massa elevada de forma que o observador detecta uma imagem da fonte alterada. No caso particular de microlentes gravitacionais, o objecto de massa elevada, que serve de lente, não tem massa suficiente para distorcer a imagem ao ponto de a separar em várias imagens do mesmo objecto, de forma que o seu efeito é o de aumentar o 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).
da fonte de radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
distante. Em alguns casos, o efeito de microlente pode aumentar o brilho da fonte por um factor de 1000.

O alinhamento da Terra, lente (objecto de massa elevada) e fonte (estrela de fundo, por exemplo) necessário para produzir o efeito de microlente gravitacional é extremamente raro, e como as estrelas estão em movimento, o fenómeno é transitório – tem uma duração típica de algumas semanas ou meses. Para detectar estes eventos são necessários levantamentos observacionais de longa duração. O Microlensing Observations in Astrophysics (MOA), uma colaboração do Japão e da Nova Zelândia, é um desses programas.

O evento de microlente MOA-2002-BLG-33 deveu-se a uma estrela binária actuar como microlente de uma estrela de fundo. Este tipo de sistema de lentes produz curvas de luz que dão informação tanto sobre o objecto que serve de microlente (o sistema binário), como sobre a fonte (estrela de fundo). A geometria especial do observador–lente-fonte durante o evento MOA-33 fez com que a imagem da estrela de fundo, que se vai alterando com o tempo, fosse muito sensível à própria forma da estrela. A introdução de parâmetros que descrevem a forma da estrela de fundo na análise do evento permitiu determinar a sua forma. Os investigadores estimaram que esta é ligeiramente alongada, com uma razão entre o raio polar e o raio equatorial de 1.02 –0.02/+0.04. Dadas as incertezas das medições, a forma circular não está completamente excluída.

A estrela de fundo deste evento de microlente gravitacional encontra-se a cerca de 5000 parsecs
parsec (pc)
O parsec (pc) é uma unidade de distância que equivale à distância a que nos teríamos de colocar para ver a distância Terra-Sol com uma separação angular igual a 1 segundo de arco. 1 parsec = 3,0856x1013 km = 206264,81 unidades astronómicas = 3,26 anos-luz.
. Esta é uma das vantagens na utilização de microlentes gravitacionais para medir a forma das estrelas – é que por interferometria óptica, só se consegue medir estrelas brilhantes que se encontram a poucos parsecs de nós. Infelizmente, esta técnica requer uma configuração muito específica e rara. A partir de considerações estatísticas, os investigadores estimaram que cerca de 0,1% de todos os eventos de microlentes terão esta configuração. Por ano, observam-se perto de 1000 eventos de microlentes gravitacionais.

Fonte da notícia: http://www.jb.man.ac.uk/news/starshape/