O que é a Lente Gravitacional?
Quando levada ao extremo, a gravidade pode criar alguns intrigantes efeitos visuais que Hubble’s é bem adequado para observar. A teoria geral da relatividade de Einstein descreve como as concentrações de massa distorcem o espaço à sua volta. Uma lente gravitacional pode ocorrer quando uma enorme quantidade de matéria, como um aglomerado de galáxias, cria um campo gravitacional que distorce e amplia a luz de galáxias distantes que estão atrás dela, mas na mesma linha de visão. O efeito é como olhar através de uma lupa gigante. Ele permite aos pesquisadores estudar os detalhes das primeiras galáxias muito distantes para serem vistas com a tecnologia atual e telescópios.
Objetos menores, como estrelas individuais, também podem agir como lentes gravitacionais quando passam na frente de estrelas mais distantes. Durante alguns dias ou semanas, a luz da estrela mais distante aparece temporariamente mais brilhante porque é ampliada pela gravidade do objecto mais próximo. Este efeito é conhecido como microlente gravitacional.
O tipo mais simples de lente gravitacional ocorre quando há uma única concentração de matéria no centro, tal como o núcleo denso de uma galáxia. A luz de uma galáxia distante é redirecionada ao redor desse núcleo, muitas vezes produzindo múltiplas imagens da galáxia de fundo. Quando a lente se aproxima da simetria perfeita, um círculo completo ou quase completo de luz é produzido, chamado de anel de Einstein. As observações de Hubble ajudaram a aumentar muito o número de anéis de Einstein conhecidos pelos astrônomos.
Olentes gravitacionais mais complexas surgem nas observações de aglomerados maciços de galáxias. Enquanto a distribuição da matéria em um aglomerado de galáxias geralmente tem um centro, ela nunca é circularmente simétrica e pode ser significativamente grumosa. Galáxias de fundo são lentes do aglomerado e suas imagens freqüentemente aparecem como “arcos de lente” curtos e finos ao redor da periferia do aglomerado.
Estas imagens com lentes também atuam como sondas da distribuição de matéria no aglomerado de galáxias. Os resultados indicam que a maior parte da matéria em um aglomerado de galáxias não está nas galáxias visíveis ou gás quente ao redor delas e não emite luz, e é assim chamada de matéria escura. A distribuição de imagens com lentes reflete a distribuição de toda a matéria, tanto visível quanto escura. As imagens de lentes gravitacionais de Hubble foram usadas para criar mapas de matéria escura em aglomerados de galáxias.
Por sua vez, um mapa da matéria em um aglomerado de galáxias ajuda a fornecer uma melhor compreensão e análise das imagens com lentes gravitacionais. Um modelo da distribuição de matéria pode ajudar a identificar múltiplas imagens da mesma galáxia ou prever onde as galáxias mais distantes provavelmente aparecerão em uma imagem de aglomerado de galáxias. Astrônomos trabalham entre as lentes gravitacionais e a distribuição da matéria do aglomerado para melhorar nossa compreensão de ambas.
Porque galáxias muito distantes são muito fracas, as lentes gravitacionais estendem a visão de Hubble mais profundamente no universo. A lente gravitacional não só distorce a imagem de uma galáxia de fundo, como pode amplificar a sua luz. Olhando através de um aglomerado de galáxias com lentes, Hubble pode ver galáxias mais fracas e mais distantes do que de outra forma possível. É como ter uma lente extra que é do tamanho do aglomerado de galáxias. O projeto Frontier Fields examinou múltiplos aglomerados de galáxias, mediu suas lentes e distribuição de matéria e identificou uma coleção dessas galáxias mais distantes.
As imagens diversas, com lentes de cruzes, anéis, arcos e muito mais são tanto intrigantes quanto informativas. A lente gravitacional sonda a distribuição da matéria em galáxias e aglomerados de galáxias, e permite observações do universo distante. Os dados de Hubble também fornecerão uma base e guia para o Telescópio Espacial James Webb, cujas observações infravermelhas irão empurrar ainda mais para o cosmos.
