Astronomia e Universo

Esta Imagem do Mês da ESA/Webb mostra oito exemplos impressionantes de lentes gravitacionais . As lentes gravitacionais, previstas pela primeira vez por Einstein, ocorrem porque objetos massivos, como galáxias e aglomerados de galáxias, distorcem drasticamente a estrutura do espaço-tempo. Quando um objeto massivo em primeiro plano se alinha com uma galáxia ao fundo, a luz da galáxia ao fundo se curva à medida que navega pelo espaço-tempo distorcido a caminho dos nossos telescópios. Dependendo de quão perfeito for o alinhamento, a luz da galáxia de fundo pode ser curvada em um arco, um círculo (um fenômeno chamado de "anel de Einstein" ) ou até mesmo dividida em múltiplas imagens. Arcos e círculos são predominantes nessas galáxias com lentes gravitacionais, que foram identificadas em dados do COSMOS-Web, um programa do Tesouro com duração de 255 horas. O COSMOS-Web visa compreender a formação das galáxias mais massivas do Universo, identificar galáxias que estavam presentes ...

Vamos transformar o Sol em um telescópio. Na verdade, não precisamos fazer nenhum esforço – só precisamos estar no lugar certo.   Uma coleção de lentes gravitacionais obtidas com o telescópio Euclid. Crédito: ESA Mas como o Sol pode ser um telescópio? O Sol não é um espelho, mas sim uma lente. E entendemos que é uma lente através da magia da gravidade. Quando Einstein desenvolveu a relatividade geral, percebeu que a gravidade pode curvar fortemente a trajetória da luz – muito mais do que cálculos anteriores, usando apenas a gravidade newtoniana, previam. De fato, um dos primeiros testes da teoria da relatividade de Einstein foi a expedição de Eddington para observar a deflexão da luz estelar perto da superfície do Sol durante um eclipse solar total. Objetos grandes distorcem o caminho da luz. Lentes, como pedaços de vidro curvo, distorcem o caminho da luz. Coincidência? Sim. É uma coincidência total, mas significa que tudo o que sabemos sobre óptica, sobre polir lentes, sob...

Um novo alinhamento fortuito permitiu que um aglomerado de galáxias desempenhasse um papel crucial. Apelidada de "lente carrossel", esta lente gravitacional única revela não apenas uma, mas sete galáxias distantes.   As denominações 1x a 7x em uma mesma cor representam o mesmo objeto, aparecendo várias vezes na mesma imagem por meio de distorção e ampliação através da lente gravitacional. Astrônomos recentemente lançaram luz sobre este raro fenômeno em um estudo publicado no The Astrophysical Journal. As lentes gravitacionais se formam devido à gravidade de objetos massivos, como galáxias. Eles distorcem o espaço-tempo, permitindo assim observar objetos distantes sob uma nova perspectiva. Quatro galáxias massivas, localizadas a cerca de cinco bilhões de anos-luz da Terra, atuaram como lentes. Elas distorceram a luz de sete galáxias de plano de fundo, algumas delas situadas a distâncias impressionantes entre 7 e 12 bilhões de anos-luz. Este alinhamento excepcional é um g...

A astronomia de ondas gravitacionais tem sido um dos novos tipos de astronomia mais quentes desde que o consórcio LIGO detectou oficialmente a primeira onda gravitacional (GW) em 2016. Os astrônomos ficaram animados com o número de novas perguntas que poderiam ser respondidas usando essa técnica de sensoriamento que nunca havia sido considerada antes.   Exemplo de lente gravitacional. Crédito: Telescópio Hubble/NASA/ESA   Mas muitas das nuances dos GWs que o LIGO e outros detectores encontraram nos 90 candidatos a ondas gravitacionais que encontraram desde 2016 estão perdidas. Os pesquisadores têm dificuldade em determinar de qual galáxia vem uma onda gravitacional. Mas agora, um novo artigo de pesquisadores na Holanda tem uma estratégia e desenvolveu algumas simulações que podem ajudar a restringir a busca pelo local de nascimento dos GWs. Para isso, eles usam outro queridinho dos astrônomos em todos os lugares: as lentes gravitacionais. É importante ressaltar que os ...

Medir distâncias cósmicas é um desafio, e os astrônomos contam com vários métodos e ferramentas para fazê-lo – coletivamente referidos como a Escada de Distância Cósmica. Uma lente gravitacional causada por uma galáxia em primeiro plano que leva a uma "Cruz de Einstein". Crédito: NASA/ESA/STScI   Uma ferramenta particularmente crucial são as supernovas do Tipo Ia, que ocorrem em sistemas binários onde uma estrela (uma anã branca) consome matéria de uma companheira (muitas vezes uma gigante vermelha) até atingir o limite de Chandrasekhar e colapsar sob sua própria massa. À medida que essas estrelas sopram de suas camadas externas em uma explosão massiva, elas temporariamente ofuscam tudo o que está ao fundo. Em um estudo recente, uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Ariel Goobar, do Centro Oskar Klein da Universidade de Estocolmo, descobriu uma supernova incomum do Tipo Ia, SN Zwicky (SN 2022qmx). Em uma reviravolta incomum, a equipe observou uma "Cr...

  Crédito de imagem: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI), Rebecca Larson (UT), Yu-Yang Hsiao (JHU); Processamento: Alyssa Pagan (STScI); Texto: Michael Rutkowski (Minn. St. U. Mankato) A lente gravitacional pelo aglomerado de galáxias MACS0647 - na qual o aglomerado massivo em primeiro plano distorce e emite a luz emitida por galáxias de fundo distantes ao longo da linha de visão - está em exibição vívida aqui nesta recente imagem infravermelha multicolorida do Telescópio Espacial James Webb (JWST). Em particular, a fonte de fundo MACS0647-JD é vista como sendo lente três vezes pelo cluster. Quando descoberto pela primeira vez com o Telescópio Espacial Hubble, MACS0647-JD foi observado como uma bolha amorfa. Com Webb, porém, esta única fonte é revelada como sendo um par ou pequeno grupo de galáxias. As cores dos objetos MACS0647-JD também são diferentes -- indicando diferenças potencialmente na idade ou no teor de poeira dessas galáxias. Essas novas imagens fornecem exemplos raros de...

No início deste ano, um algoritmo de aprendizagem de máquina identificou até 5000 potenciais lentes gravitacionais que poderiam transformar a nossa capacidade de traçar a evolução das galáxias desde o Big Bang. Doze das 68 lentes gravitacionais confirmadas pelos astrónomos nesta equipa de investigação. Crédito: Kim-Vy H. Tran et al. 2022 Agora, a astrónoma Kim-Vy Tran e colegas avaliaram 77 destas lentes utilizando o Observatório Keck no Hawaii e o VLT (Very Large Telescope) no Chile. Ela e a sua equipa internacional, incluindo Lisa Kewley do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian, confirmaram que 68 das 77 são lentes gravitacionais fortes que cobrem vastas distâncias cósmicas. A taxa de sucesso de 88% sugere que o algoritmo é fiável e que poderá haver milhares de novas lentes gravitacionais. Até à data, as lentes gravitacionais têm sido difíceis de encontrar e apenas cerca de uma centena são usadas rotineiramente. O artigo de Tran, publicado na revista The Astronomical Jo...

  Crédito: ESA/Hubble & NASA, J. Rigby   Esta intrigante observação do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra uma galáxia com lentes gravitacionais com a identificação prolixa SGAS J143845+145407. A lente gravitacional resultou em uma imagem espelhada da galáxia no centro desta imagem, criando uma peça central cativante. A lente gravitacional ocorre quando um corpo celeste massivo – como um aglomerado de galáxias – causa uma curvatura suficiente do espaço-tempo para que o caminho da luz ao seu redor seja visivelmente dobrado, como se fosse uma lente. Apropriadamente, o corpo que causa a curva da luz é chamado de lente gravitacional, e o objeto de fundo distorcido é chamado de "lente". A lente gravitacional pode resultar em várias imagens da galáxia original, como visto nesta imagem, ou no objeto de fundo aparecendo como um arco distorcido ou até mesmo um anel. Outra consequência importante dessa distorção de lente é a ampliação, permitindo que os astrônomos obs...

  Observação do Telescópio Espacial Hubble de uma galáxia com lente gravitacional identificada como SGAS J143845+145407. Crédito: ESA/Hubble & NASA, J. Rigby Esta intrigante observação do Telescópio Espacial Hubble revela uma galáxia com lentes gravitacionais com o identificador prolixo SGAS J143845+145407. A lente gravitacional gerou uma imagem espelhada da galáxia no centro desta imagem, criando uma peça central cativante. A lente gravitacional ocorre quando um corpo celeste muito massivo - como um aglomerado de galáxias - causa uma curvatura suficiente do espaço-tempo para dobrar o curso da luz ao seu redor, como se fosse uma lente. Apropriadamente, o corpo que causa a curva da luz é chamado de lente gravitacional, e o objeto de fundo distorcido é chamado de “lente”. Às vezes, a lente gravitacional pode resultar em várias imagens do objeto original, como visto com a galáxia nesta imagem, ou no objeto de fundo aparecendo como um arco distorcido ou até mesmo um anel. Outro...

  Cada um desses instantâneos do Telescópio Espacial Hubble revela quatro imagens distorcidas de um quasar de fundo em torno do núcleo central de uma galáxia massiva em primeiro plano.   As múltiplas imagens do quasar foram produzidas pela gravidade da galáxia em primeiro plano, que está agindo como uma lupa ao distorcer a luz do quasar em um efeito chamado lente gravitacional. Quasares são postes de luz cósmicos extremamente distantes produzidos por buracos negros ativos.   Os raios de luz de cada imagem de quasar com lente seguem um caminho ligeiramente diferente através do espaço para chegar à Terra. O comprimento do caminho depende da quantidade de matéria que está distorcendo o espaço ao longo da linha de visão do quasar. Para rastrear cada caminho, os astrônomos monitoram a oscilação da luz do quasar enquanto seu buraco negro engole o material. Quando a luz pisca, cada imagem com lente se ilumina em um momento diferente. Esta seqüência intermitente permite aos pes...

  Isso é uma galáxia ou são três? À direita da imagem do Hubble do massivo aglomerado de galáxias Abell 3827 está o que parece ser uma galáxia incomum – curva e com três centros. Uma análise detalhada , no entanto, descobre que essas são três imagens da mesma galáxia de fundo – e que existem pelo menos mais quatro imagens. A luz que vemos da única galáxia azul de fundo percorre vários caminhos através da gravidade complexa do aglomerado, assim como uma única luz distante pode percorrer vários caminhos através da haste de uma taça de vinho. Estudar como aglomerados como Abell 3827 e suas galáxias componentes desviam a luz distante dá informações sobre como a massa e a matéria escura são distribuídas. Abell 3827 está tão distante, com um desvio para o vermelho de 0,1, que a luz que vemos dele saiu há cerca de 1,3 bilhão de anos – antes que os dinossauros vagassem pela Terra. Portanto, as galáxias centrais do aglomerado agora certamente se aglutinaram – em um banquete de canibalismo g...

  Crédito:ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitake r O centro dessa imagem feita pelo Telescópio Espacial Hubble das agências espaciais NASA e ESA é emoldurada por arcos que são o resultado de um forte efeito de lente gravitacional, um fenômeno astronômico que pode distorcer, ampliar e até mesmo duplicar a aparência de galáxias distantes.   A lente gravitacional ocorre quando a luz de uma galáxia distante é subitamente distorcida pela força gravitacional de um objeto astronômico massivo localizado entre a galáxia distante e o observador. Nesse caso, o aglomerado de galáxias conhecido como MACSJ0138.0-2155 agiu como uma lente em uma galáxias bem mais distante, uma gigante adormecida, conhecida como MRG-M0138 que esgotou todo o gás necessário para formar novas estrelas e que está localizada a cerca de 10 bilhões de anos-luz de distância. Os astrônomos podem usar o fenômeno da lente gravitacional como se fosse uma lente de aumento natural, permitindo assim que e...

Esta foto mostra um  sistema de  lentes gravitacionais  chamado SDSS J0928 + 2031.  Algumas imagens deste tipo de lente foram apresentadas como  Imagens da Semana  nos últimos meses, uma vez que  os  dados do  Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA  estão sendo usados ​​atualmente para pesquisar como as estrelas se formam e evoluem em galáxias distantes. As lentes gravitacionais podem ajudar os astrônomos a estudar objetos que, de outra forma, seriam muito fracos ou pareceriam pequenos demais para serem vistos.  Quando um objeto massivo - como um enorme aglomerado de galáxias, como visto aqui - distorce o espaço com seu imenso campo gravitacional, faz com que a luz de galáxias mais distantes percorra caminhos alterados e distorcidos.  Também amplifica a luz, possibilitando que observemos e estudemos sua fonte. Nesta imagem, vemos duas  galáxias elípticas  dominantes  perto do centro da imagem.  A ...

O Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA geralmente não recebe muita assistência de seus objetos celestes - mas para tirar essa imagem, o telescópio optou pelo trabalho em equipe e fez bom uso de um fascinante fenômeno cósmico conhecido como lente gravitacional.  Esse efeito funciona quando a influência gravitacional de um objeto massivo, como o aglomerado de galáxias no centro dessa imagem, é tão colossal que distorce o espaço circundante, fazendo com que a luz próxima percorra caminhos distorcidos.  O objeto massivo é efetivamente transformado em uma gigantesca lupa, dobrando e amplificando a luz viajando de galáxias mais distantes por trás dela.  Neste caso particular, os astrônomos usaram o aglomerado de galáxias em primeiro plano (chamado SDSS J0915 + 3826) para estudar a formação de estrelas em galáxias tão distantes que sua luz levou até 11,5 bilhões de anos para alcançar nossos olhos. Essas galáxias se formaram em um estágio muito inicial da vida do Un...

Essa imagem feita pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA mostra um aglomerado com centenas de galáxias localizado a aproximadamente 7.5 bilhões de anos-luz de distância da Terra. A galáxia mais brilhante do aglomerado é a SDSS J1156+1911 e é conhecida como a Galáxia Mais Brilhante do Aglomerado, em inglês BCG, e pode ser visível na parte central inferior do frame.  Ela foi descoberta pelo Sloan Giant Arc Survey, que estuda dados dos mapas que cobrem imensas partes do céu do Sloan Digital Sky Survey. E o resultado é que esse projeto encontrou mais de 70 galáxias que são fortemente afetadas pelo fenômeno cósmico conhecido como lente gravitacional. A lente gravitacional é das previsões da Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein. A massa contida dentro de uma galáxia é tão grande que ela pode contorcer o chamado tecido do espaço-tempo, fazendo com que a luz viaje então por trajetórias curvas. Como resultado, a imagem das galáxias mais distantes aparecem distorcida...

Usando o fenômeno de lente gravitacional, uma equipe internacional de astrônomos detectou mais uma supernova do tipo Ia.   A explosão estelar era desconhecida para a ciência, e foi encontrada atrás do aglomerado de galáxias conhecido como MOO J1014 + 0038. Lente gravitacional O fenômeno da lente gravitacional ocorre quando uma grande massa (como um aglomerado de galáxias) dobra o caminho da luz no espaço. O método é usado principalmente para detectar objetos, independentemente do brilho que eles emitem, pois oferece uma visão ampliada da alteração na frequência de ondas conhecida como desvio para o vermelho (redshift). Recentemente, uma equipe de pesquisadores liderada por David Rubin, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial em Baltimore, nos EUA, usou esse método justamente para revelar a presença de uma supernova do tipo Ia. Este tipo de supernova pode ser encontrado em sistemas binários em que uma das estrelas é uma anã branca. Ele é importante para a comunid...

Impressão de artista de uma lente gravitacional. Crédito: ESA/ATG medialab Os observatórios espaciais Integral, Fermi e Swift usaram o poder de ampliação de uma lente cósmica para explorar as regiões internas de um buraco negro supermassivo. Os raios-gama são a radiação altamente energética emitida por alguns dos objetos mais extremos do Universo. Por exemplo, jatos de raios-gama que se deslocam quase à velocidade da luz são originários de áreas em redor dos buracos negros. Pensa-se que estes jatos são emitidos por material superaquecido que gira descontroladamente à medida que é devorado pelo buraco negro. Os nossos telescópios nunca serão po derosos o suficiente para revelar estas regiões internas e os cientistas lutam para examinar exatamente o modo como estes jatos são expelidos para o Universo. "Tendo em conta que não podemos ver claramente o que está a acontecer, nós não compreendemos totalmente este comportamento," afirma Andrii Neronov da Universidade de ...

Imagem composta do anel de Einstein de SDP.81 e da galáxia reconstruída.Crédito:ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Y. Tamura (The University of Tokyo)/Mark Swinbank (Durham University) A Campanha de Linha de Base Longa do ALMA produziu uma imagem muito detalhada de uma galáxia distante afetada por lente gravitacional. A imagem mostra uma vista ampliada das regiões de formação estelar na galáxia, com um nível de detalhe nunca antes alcançado numa galáxia tão remota. As novas observações são muito mais detalhadas do que as obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e revelam regiões de formação estelar na galáxia equivalentes a versões gigantes da Nebulosa de Orion. A Campanha de Linha de Base Longa do ALMA produziu algumas observações extraordinárias e coletou informação com um detalhe sem precedentes dos habitantes do Universo próximo e longínquo.  Foram feitas observações no final de 2014 no âmbito de uma campanha que pretendeu estudar uma galáxia distante chamada...