A rara 'cruz de Einstein' distorce a luz de um dos objetos mais brilhantes do universo nesta imagem impressionante

Einstein previu a existência dessas cruzes em 1915. Agora, elas são usadas para estudar galáxias distantes.

Os astrônomos descobriram um exemplo raro e impressionante de uma “cruz de Einstein” dividindo e ampliando a luz das profundezas do universo.

Na imagem, uma galáxia elíptica em primeiro plano, a cerca de 6 mil milhões de anos-luz da Terra, distorceu e quadrissectou um feixe de luz brilhante proveniente de uma galáxia de fundo a cerca de 11 mil milhões de anos-luz do nosso planeta.

O padrão resultante, previsto pela primeira vez por Albert Einstein em 1915, mostra quatro manchas de luz azul formando um halo em torno do laranja da galáxia em primeiro plano — um arranjo raro que os astrónomos irão estudar para obter uma melhor compreensão do Universo.

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A luz de fundo provavelmente vem de um quasar, uma galáxia jovem cujo buraco negro supermassivo no seu núcleo engole enormes quantidades de matéria e emite radiação suficiente para brilhar mais de um bilião de vezes mais do que as estrelas mais brilhantes.

A teoria da relatividade geral de Einstein descreve a maneira como objetos massivos deformam a estrutura do universo, chamada espaço-tempo. A gravidade, descobriu Einstein, não é produzida por uma força invisível; em vez disso, é simplesmente a nossa experiência de curvatura e distorção do espaço-tempo na presença de matéria e energia.

Este espaço curvo, por sua vez, estabelece as regras de como a energia e a matéria se movem. Embora a luz viaje em linha reta, a luz que se move através de uma região altamente curva do espaço-tempo, como o espaço em torno de enormes galáxias, também viaja em curva – curvando-se em torno da galáxia e espalhando-se num halo.

A aparência deste halo depende da força da gravidade da galáxia e da perspectiva do observador. Neste caso, a Terra, a galáxia lente e o quasar alinharam-se para duplicar perfeitamente a luz do quasar, organizando-os ao longo do chamado anel de Einstein.

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A lente foi descoberta em 2021 pelo Instrumento Espectroscópico de Energia Escura, que está acoplado ao telescópio do Observatório Nacional Kitt Peak, no Arizona. Após a descoberta da lente, os astrónomos realizaram análises de acompanhamento com o Multi-Unit Spectroscopic Explorer do Very Large Telescope no Chile, e confirmaram que tinham descoberto uma cruz de Einstein.

Os astrônomos identificaram centenas de anéis de Einstein, e eles não são procurados apenas pelas belas imagens que produzem. À medida que os anéis trabalham para ampliar a luz que curvam, a reconstrução das manchas de luz nas suas formas originais e pré-curvadas pode melhorar os detalhes que os astrónomos conseguem detectar em galáxias muito distantes.

Além disso, como a extensão da curvatura da luz depende da força do campo gravitacional do objeto que a curva, os anéis de Einstein podem atuar como uma escala cósmica para medir as massas de galáxias e buracos negros. Estudar a deformação da luz distante em torno destes anéis pode até ajudar os cientistas a vislumbrar objetos que de outra forma seriam demasiado escuros para serem vistos por si próprios, como buracos negros ou exoplanetas errantes.

A pesquisa foi aceita para publicação no The Astrophysical Journal Letters e está disponível na base de dados de pré-impressão arXiv.

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Ben Turner é redator da Live Science no Reino Unido. Ele cobre física e astronomia, entre outros tópicos como tecnologia e mudanças climáticas. Ele se formou em física de partículas pela University College London antes de se formar como jornalista. Quando não está escrevendo, Ben gosta de ler literatura, tocar violão e se envergonhar jogando xadrez.

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