Quando a gravidade – uma força invisível, porém onipresente, – se torna e distorce a luz de galáxias distantes, os observadores da Terra têm um raro vislumbre de fenômenos cósmicos indescritíveis. E quanto mais estranho a falha, mais perspicaz a descoberta, como descobriu uma equipe de astrônomos recentemente.
Essas falhas são formalmente referidas como Einstein cruza. À medida que a luz de uma galáxia distante viaja em direção aos nossos observatórios, a força gravitacional das galáxias mais próximas de nós dobra essa luz, criando uma imagem de quatro pontos brilhantes dispostos como uma cruz. Mas os astrônomos avistaram um cruzamento de Einstein com uma quinta imagem adicional que não conseguiu explicar.
Análises adicionais revelaram que um “maciço halo de matéria escura” provavelmente causou esse padrão cósmico incomum, relatam os pesquisadores. Suas descobertas foram publicadas em 16 de setembro em The Astrophysical Journal.
Não é uma falha nos dados
Como em muitas grandes descobertas em astronomia, a equipe estava estudando inicialmente outra coisa. Nesse caso, os pesquisadores tiveram o Milímetro grande do Atacama/Matriz de submilímetro (ALMA) no Chile treinado no HERS-3, uma galáxia empoeirada localizada 11,6 bilhões de anos-luz da Terra.
Tudo parecia regular até que um quinto objeto irritante continuasse aparecendo em seus dados. No começo, eles suspeitaram de uma questão técnica do lado deles. Mas, por mais que tentassem, a quinta imagem não iria embora.
“Ficamos tipo ‘O que diabos?’” Pierre Cox, autor principal do estudo e diretor de pesquisa do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, lembrada em um liberar. “Parecia uma cruz, e havia essa imagem no centro.” Eu sabia que nunca tinha visto isso antes “.
“Eu disse: ‘Bem, isso não deveria acontecer'”, acrescentou Charles Keeton, co-autor do estudo e astrofísico da Universidade Rutgers, no mesmo lançamento. “Você não pode obter uma quinta imagem no centro, a menos que algo incomum esteja acontecendo com a massa que está dobrando a luz.”
A ciência dá uma volta escura
Mais tarde, Keeton e seus colegas executavam simulações de computador da lente gravitacional usada para capturar essa cruz de Einstein, cinco pontas. Eles ficaram perplecos ao descobrir que nenhuma “configuração razoável usando apenas o [four] Galáxias visíveis ”se encaixam nos dados.
A menos que a configuração estivesse escondendo uma quinta massa grande e invisível, a imagem simplesmente não fazia sentido. Então eles fizeram exatamente isso – eles adicionaram algumas coisas invisíveis.
Especificamente, os pesquisadores incorporaram a matéria escura – a massa “ausente” supostamente compõe 85% do universo. Muitas evidências sugerem que a matéria escura existe, embora apenas percebamos a maneira como influencia objetos visíveis em torno dela.
Uma vez que a matéria escura – nesse caso, um halo pesando vários trilhões de vezes a massa do sol – foi considerado, a matemática e a física se alinharam lindamente, explicou Keeton. “Esse é o poder da modelagem”, acrescentou. “Isso ajuda a revelar o que você não pode ver.”
Um ‘laboratório pure’
Com a confusão, os pesquisadores começaram a investigar o cruzamento de Einstein a sério. A lente gravitacional oferece uma visão rara da galáxia de fundo e da matéria escura ao redor das galáxias em primeiro plano, eles explicaram.
“Este sistema é como um laboratório pure”, disse Cox. “Podemos estudar a galáxia distante e a matéria invisível que está dobrando sua luz”.
No momento, a equipe fez várias previsões sobre a física das galáxias envolvidas, incluindo sua forma e cinemática. Eles também esperam identificar limites quantificáveis no halo de matéria escura e “qualquer emissão estelar associada” para “mostrar evidências de subestruturas”, de acordo com o artigo.
Os leitores da cobertura espacial de Gizmodo podem se lembrar da minha profunda apreciação pela lente gravitacional. Esta descoberta mais recente mostra o porquê: a técnica tem um enorme potencial para descobrir os maiores mistérios do universo, muitos dos quais permanecem ocultos da vista.
