Pesquisadores usam galáxia como um telescópio cósmico para estudar universo

Os especialistas explicam que este tipo de galáxias são iluminadas e "esticadas", de forma que proporciona a identificação e observação mais nítida do que poderia ser chamado de matéria prima do universo

Correio Braziliense

postado em 19/05/2022 00:12

Lente gravitacional em ação (indicada pelos arcos na foto): graças ao bem mais próximo aglomerado galáctico MACSJ0138.0-2155 o Hubble consegue ver a galáxia MRG-M0138, a 10 bilhões de anos-luz. - (crédito: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M.)

Um grupo de pesquisadores da Universidade do Estado da Carolina do Norte desenvolveu um instrumento único para auxiliar nos estudos de fenômenos cósmicos que originaram o universo, chamados de berçários galácticos. Os cientistas construíram uma espécie de telescópio cósmico com uma galáxia com lente gravitacional. O estudo foi publicado na revista Nature, nesta quarta-feira (18/5).

Os especialistas explicam que este tipo de galáxias são iluminadas e “esticadas”, de forma que proporciona a identificação e observação mais nítida do que poderia ser chamado de matéria prima do universo: enormes nuvens de gás neutro difuso, conhecidas como sistemas Damped Lyman-a, ou DLAs.

As DLAs são berçários galáticos, porque os gases delas que se condensavam alimentavam a formação de estrelas e galáxias. Por isso, os cientistas afirmam que é imprescindível a observação clara das DLAs, para que seja cada vez mais compreendido como se dá a formação do universo, das galáxias e das estrelas.

“As DLAs são a chave para entender como as galáxias se formam no universo, mas normalmente são difíceis de observar, pois as nuvens são muito difusas e não emitem luz por si mesmas”, diz Rongmon Bordoloi, professor assistente de física da North Carolina State University. e autor principal da pesquisa.

Montando o telescópio: a galáxia com lente no lugar de buracos negros

Para enxergar os elementos das DLAs, os cientistas já aproveitavam o espaço como parte do telescópio. No entanto, esse era limitado. Isso porque os astrofísicos usavam quasares, buracos negros supermassivos que emitem luz, como um plano de fundo ou luz de fundo para detectar as nuvens DLAs.

Os quasares ajudavam a identificar onde estavam as DLAs, mas pouco serviam para medir tamanho, massa e detalhes desses berçários. Agora, com as galáxias com lentes gravitacionais, os cientistas conseguiram não só uma iluminação melhor, mas também maior nitidez para observar de perto dois DLAs com mais de dois terços do tamanho da Via Láctea atualmente.

“Galáxias com lentes gravitacionais referem-se a galáxias que parecem esticadas e iluminadas”, diz Bordoloi. “Isso ocorre porque há uma estrutura gravitacionalmente massiva na frente da galáxia que dobra a luz que vem dela enquanto viaja em nossa direção. Então acabamos olhando para uma versão estendida do objeto – é como usar um telescópio cósmico que aumenta a ampliação e nos dá uma melhor visualização”, explica o cientista.

Para os especialistas, a vantagem do novo “telescópio” é dupla: primeiro permite fazer leituras em diferentes partes das DLAs e, segundo, porque “a lente estende a DLA” e é possível observar escalas muito pequenas. “Por exemplo, se o objeto tem um ano-luz de diâmetro, podemos estudar pequenos pedaços com alto nível de fidelidade”, exemplifica.

As galáxias com lentes gravitacionais foram colocadas como planos de fundo para fazer uma espectroscopia por meio do Keck Cosmic Web Imager, uma parte do telescópio Keck II, instalado no Observatório W M Keck, no Havaí. A espectroscopia ampliou as imagens captadas pelas galáxias das lentes.

“A espectroscopia de campo integral permitiu que os pesquisadores obtivessem um espectro em cada pixel da parte do céu visado, tornando a espectroscopia de um objeto estendido no céu muito eficiente”, detalha Bordoloi.

O processo foi tão eficiente que permitiu que os pesquisadores descobrissem que as duas DLAs continham galáxias dentro delas. “Esperei a maior parte da minha carreira por essa combinação: um telescópio e instrumento suficientemente poderosos e a natureza nos dando um pouco de alinhamentos de sorte para estudar não um, mas dois DLAs de uma maneira nova e rica”, diz John O’Meara, cientista-chefe do Observatório W.M. Keck.

“Mas, para mim, a coisa mais incrível sobre os DLAs que observamos é que eles não são únicos – eles parecem ter semelhanças em estrutura, galáxias hospedeiras foram detectadas em ambos e suas massas indicam que eles contêm combustível suficiente para a próxima geração de formação de estrelas”, acrescenta Bordoloi. “Com esta nova tecnologia à nossa disposição, seremos capazes de aprofundar como as estrelas se formaram no início do universo”, conclui.