Anel de Einstein ou cruz de Einstein

Formas particulares de lentes gravitacionais

Actualização 17 de junho de 2014

Uma galáxia pode se esconder atrás de uma outra galáxia perfeitamente e paradoxalmente, torna-se em seguida,muito mais visível. Um objeto sólido, uma galáxia, por exemplo, que está entre um observador e uma fonte de luz distante, uma outra galáxia, imprime uma alta curvatura no espaço-tempo. Isto tem o efeito de desviar todos os raios de luz que passam perto do objecto, deformando assim as imagens recebidas pelo observador. Esta ilusão de que os astrónomos sabem bem é chamada lente gravitacional ou miragem gravitacional.
Quando as galáxias estão perfeitamente alinhados em relação ao observador, o telescópio hubble, por exemplo, assiste, em seguida, a um caso especial do miragem gravitacional chamado « anel de Einstein ». Se uma terceira galáxia também está alinhada a uma distância particular, com os dois primeiros, então estamos a assistir à formação de um segundo anéis de Einstein, um anel concêntrico maior que o primeiro.
Esta ampliação do brilho de um objeto celeste distante, por uma estrela massiva na frente, foi previsto pela teoria da relatividade geral em 1917. Os objetos maciços alterar a geometria do espaço e do tempo em sua vizinhança.
La luz, ele, sempre toma o caminho mais curto, mas em um espaço curvo modificado pela presença de uma massa enorme, o caminho mais curto não é uma linha reta. O percurso da luz é curvada na proximidade de estrelas maciças, os raios podem ser na forma de um anel de luz em torno do objecto próximo. Nesta imagem, a galáxia em primeiro plano aparece em amarelo, e atrás, a galáxia observada aparece em azul. Esta foto espetacular do objeto LGR 3-757 foi descoberto em 2007 nas imagens do programa SDSS (Sloan Digital Sky Survey).
Os objetos massivos que podem atuar como uma lente gravitacional ou um defletor são, as galáxias, os buracos negros e os aglomerados de galáxias. Uma estrela, apesar de ter uma massa muito menor do que a de um galáxia, também pode actuar como uma lente sobre um objecto a uma distância por trás dele. O efeito é, obviamente, muito menos poderoso, então estamos a falar de micro lente gravitacional. O « raio de Einstein » é o raio de um anel de Einstein.

N.B.: A primeira observação de um anel de Einstein, em 1987, foi realizado por cientistas do MIT, liderados por Jacqueline Hewitt (Professor de Física). Era o objeto MG1131 + 0456. Artigo foi publicado na revista Nature 333, 9 de junho de 1988. A equipe fala sobre sua descoberta, e relata a descoberta de uma estrutura rara no fonte de rádio MG1131 + 0456. Em um mapa de rádio o objeto aparece como um anel elíptico de emissão, acompanhado por um par de fontes, mais compactos, quase diametralmente opostas e deslocadas ~ 0,3 segundo de arco sudoeste do anel. A morfologia desta fonte de rádio sugere que pode ser um exemplo do anel de Einstein, um caso muito especial de lente gravitacional no qual a fonte é imageada em um anel.

Imagem: Este caso particular de miragem gravitacional mostra um anel quase completo de estranhos objetos esticados azul, que se estendem em um círculo, mas são somente que múltiplas visões de uma única galáxia. A gravidade da galáxia vermelha brilhante (LRG 3-757) tem distorcido a luz de uma galáxia azul muito mais distante localizado por trás dele. Isto é devido ao alinhamento quase perfeito da galáxia do fundo e da galáxia em primeiro plano que o telescópio Hubble foi capaz de fotografar um círculo. Estes anéis são chamados anéis de Einstein. Crédito: Domínio Público.

Outra forma especial de miragem gravitacional, é a Cruz de Einstein. A Cruz Einstein corresponde a 4 imagens do mesmo objeto que aparece em torno de uma galáxia em primeiro plano, graças a uma poderosa lente gravitacional. Na realidade, a estrutura formada por cinco pontos, o ponto central e os outros quatro pontos são as imagens de uma galáxia que quebra a luz de um único objeto distante (aqui um quasar) situado atrás em quatro pontos separados, na forma de cruz. A Cruz de Einstein é um dos melhores exemplos de lente gravitacional, que confirma visualmente a teoria da relatividade geral.

Imagem: imagem notável da galáxia conhecida como a UZC J224030.2 032.131 tomada pelo Telescópio Espacial Hubble (NASA / ESA). O núcleo da galáxia é objeto fraco e difusa no centro da estrutura em forma de cruz. A poderosa gravidade da galáxia actua como uma lente, que dobra e amplifica a luz do quasar por trás dele, produzindo uma imagem quádruplo do objecto distante. O quasar é situado a 11 bilhões de anos-luz de nós na direção da constelação de Pegasus, ele é visto como ele era há cerca de 11 bilhões de anos. A galáxia é cerca de 1 bilhão anos. O alinhamento entre os dois objetos é notável (0,05 segundo de arco), o que explica em parte por que essa estrutura pode ser observado visualmente. Esta imagem é provavelmente a imagem mais nítida já feita da Cruz de Einstein, que foi produzido pela câmera de campo largo de Hubble.

Às vezes, as lentes gravitacionais apresentam uma fogo de artifício de luz que são apenas múltiplas projeções dos mesmos objetos. A análise desta figura mostra que há, pelo menos, 33 projecções de luz, que correspondem a apenas 11 galáxias reais.