Galeria do Levantamento DES – Lentes Gravitacionais

18 de junho de 2015 | LIneA
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Figura 1 – Esquemas de possíveis efeitos de lentes gravitacionais. Três possíveis distribuições de matéria das lentes produzem efeitos distintos sobre uma galáxia distante. O esquema de cima mostra uma lente com distribuição esférica de matéria (ex.: uma galáxia mais ou menos esférica), o do meio é de uma distribuição em formato de elipsóide (ex.: uma galáxia elíptica), e o de baixo o efeito produzido por um aglomerado de galáxias. Crédito: European Space Agency.

O que um eclipse ocorrido em 1919 na cidade de Sobral, interior do Ceará, tem a ver com um efeito chamado de lenteamento gravitacional forte? Tudo. Pois foi este eclipse que validou a teoria da relatividade geral proposta por Albert Einstein, que, entre outras coisas, previa uma curvatura na trajetória de um raio de luz ao passar por um objeto massivo, de forma análoga ao que faz uma lente ao refratar a luz. Durante aquele eclipse (e muitos outros que o seguiram), foi possível medir o desvio da luz de estrelas que estavam próximas ao Sol no céu escuro e estrelado por alguns minutos.

 

O Universo está cheio de objetos de grande massa (ex.: galáxias, aglomerados de galáxias). Outros objetos mais distantes e localizados na direção destes acabam sofrendo o efeito de lenteamento, o qual é produzido pelo fato de que objetos massivos alteram a geometria do espaço à sua volta, fazendo com que a trajetória da luz se curve. O lenteamento gravitacional também produz a magnificação (aumento de brilho) da fonte, podendo também ser produzidas imagens múltiplas e distorcidas. O fato de objetos distantes serem magnificados faz da lentes gravitacionais verdadeiros telescópios gravitacionais.Veja na Figura 1 alguns exemplos esquemáticos de possíveis lentes gravitacionais e algumas imagens reais produzidas por este efeito.

 

O LIneA, através do Portal científico, auxilia o DES na descoberta desses sistemas. Na Figura 2, mostramos a ferramenta Target Viewer desenvolvida pelo LIneA que foi empregada na busca de arcos gravitacionais nos dados do primeiro ano do levantamento. Na Figura 3 mostramos alguns dos candidatos encontrados até o momento nas imagens do levantamento DES.O levantamento Dark Energy Survey (DES), que mapeia parte do hemisfério celeste sul, já identificou um grande número de candidatos a lentes gravitacionais que precisam ser caracterizados com observações mais detalhadas, usando outros telescópios. Em particular, se conhecemos as distâncias da fonte e da lente, além da posição e da forma das imagens produzidas, podemos conhecer a distribuição de massa lente, bem como sua massa total. Na verdade, são estudos deste tipo que constituem evidência de que existe muita matéria escura em escalas de aglomerados de galáxias e até maiores do que esta.

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Figura 2 – Ferramenta Target Viewer que entre outras aplicações possibilita a visualização de candidatos a lentes gravitacionais nas imagens do levantamento DES.

Os arcos gravitacionais surgem pela alta deformação de imagens múltiplas produzidas de uma fonte lenteada, as quais por vezes se fundem formando arcos gigantes. São todos resultado do lenteamento gravitacional forte, pois existe a manifestação mais branda do mesmo fenômeno, que nomeamos de “lenteamento gravitacional fraco”, mas sobre isto conversamos noutra oportunidade…

Figura 3 – Alguns candidatos a lentes gravitacionais encontrados no Levantamento DES. A imagem colorida artificialmente é o resultado da combinação das observações nos filtros g,r, e i sendo codificados respectivamente pelas cores azul, verde e vermelho. Veja mais detalhes sobre como este processo funciona no link.

 

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