Projeto brasileiro de busca de arcos gravitacionais divulga seus primeiros resultados

22 de abril de 2013 | LIneA

Pesquisadores e alunos de pós-graduação do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Universidade de São Paulo (USP) e Observatório Nacional (ON) – participantes do Laboratório Inter-institucional de e-Astronomia (LIneA) – e do Laboratório Nacional Fermi (Fermilab), nos Estados Unidos, usaram o telescópio SOAR, situado no Chile, para encontrar arcos gravitacionais em aglomerados de galáxias. O nome do projeto é também bem brasileiro: SOAR GRavitational Arc Survey, ou SOGRAS.

Arcos gravitacionais são imagens deformadas de galáxias distantes quando sua luz atravessa um intenso campo gravitacional, como aquele causado por aglomerados de galáxias contendo, às vezes, milhares de galáxias num volume cósmico relativamente pequeno. Esse efeito ocorre porque a trajetória da luz se curva na presença da gravidade muito intensa do aglomerado, que então funciona como se fosse uma lente. Daí o fenômeno ser chamado de lenteamento gravitacional.

Os arcos gravitacionais são utilizados para mapear a distribuição total de matéria em galáxias e aglomerados. Permitem portanto enxergar a matéria escura, que não interage com a luz e que representa a maior parte da massa desses objetos. Ainda não se sabe bem do que é constituído este componente de matéria, mas provavelmente ela é um tipo de partícula ainda não descoberto. Arcos gravitacionais também permitem testar a própria teoria de relatividade geral e teorias alternativas. Além disso, como a luz das galáxias lenteadas percorre distâncias cosmológicas, estudos com arcos permitem estudar o Cosmos em grandes escalas e inclusive entender melhor o que é outro componente desconhecido do Universo, a chamada energia escura. As imagens que sofrem o lenteamento gravitacional também podem ser altamente magnificadas pelo efeito, o que nos permite estudar galáxias muito distantes, as quais não seria detectadas de outra forma. Ou seja, os aglomerados de galáxias funcionam como gigantescos telescópios gravitacionais. Por todas essas razões, os astrônomos têm buscado, desde o fim da década de 1980, sistemas com arcos gravitacionais. No entanto esses objetos são muito difíceis de encontrar nas imagens astronômicas. Por um lado, eles são raros e, por outro, são necessários instrumentos muito sensíveis e com grande resolução de imagens.

Para o projeto SOGRAS foram obtidas imagens em alta resolução e a cores (com filtros cobrindo três faixas do espectro da luz visível) de cerca de 50 aglomerados de galáxias. Após um grande trabalho de processamento das imagens, foi possível ter as imagens finais nas quais foi feita uma inspeção visual na busca de arcos gravitacionais. Foram identificados ao menos 6 aglomerados de galáxias com fortes evidências de possuírem arcos gravitacionais. Três desses sistemas foram observados com o tempo brasileiro em um telescópio ainda mais possante que o SOAR, o Gemini, que possui um espelho de 8m. As obervações adicionais do Gemini permitiram confirmar a identificação dos arcos e extrair outras informações relevantes para a análise científica dos resultados, incluindo o modelamento da distribuição de matéria nos aglomerados.

Os resultados dessa primeira fase do projeto originaram o primeiro artigo científico do SOGRAS, que foi publicado este mês na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. O artigo está disponível em Oxfordjournals e também pode ser acessado de forma gratuita pelo público interessado através do link Arxiv.

Além do valor científico do projeto em si, ele pode ser visto como uma preparação para a nova geração buscas de arcos, seguindo a mesma filosofia de selecionar sistemas em imagens de grande área para um estudo mais detalhado com telescópios de maior resolução. No futuro serão utilizados dados do Dark Energy Survey (DES), provavelmente o maior levantamento óptico para a cosmologia desta década, para identificar os sistemas. O DES entrou em operação no ano passado e conta com uma forte participação brasileira, também coordenada pelo LineA.



Imagem de arco gravitacional gigante descoberto pelo projeto SOGRAS

Um comentário para “Projeto brasileiro de busca de arcos gravitacionais divulga seus primeiros resultados”

  1. cientistas britânicos publicaram certa vez um trabalho sobre utilizar estas lentes para fazer viagens pelo universo.EM que consciste este trabalho?