Em novembro de 1915, Albert Einstein publicou sua famosa teoria da relatividade geral, que revolucionou a física e mudou nossa visão do Universo.
Um componente chave da teoria geral da relatividade é que um objeto massivo, como planetas, estrelas, galáxias ou aglomerados de galáxias, pode ter consequências dramáticas para o “tecido” do Universo, conhecido como “espaço-tempo”. Sob condições normais, a luz viaja através do espaço em linha reta, mas um objeto massivo dobra espaço-tempo de tal forma que a luz viaja ao longo de um caminho curvo. Assim, podemos ser capazes de ver a luz distorcida de galáxias distantes, que passa através de galáxias massivas no caminho para Terra.
E, claro, há muitos exemplos causados por esses mecanismos, conhecidos como "lentes gravitacionais". Esses artefatos podem ser usados para aumentar as capacidades dos telescópios mais poderosos.
Nesta imagem, tirada pelo Telescópio Espacial Hubble e pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA, o Gato de Cheshire olha para nós. De fato, este aglomerado de galáxias está localizado a uma distância de 4 bilhões de anos-luz da Terra, na constelação da Ursa Maior . Parte da luz dessas galáxias foi deformada e curvada em seu caminho através do Universo, até chegar aos nossos telescópios.
Este diagrama dá uma boa ideia de como funciona uma lente gravitacional. A luz que emana de uma galáxia distante passa pelo espaço e envolve um aglomerado de galáxias em primeiro plano. Curiosamente, a massa de aglomerados de galáxias no primeiro plano tem um efeito semelhante para este feixe de luz, como uma lente de vidro colocada na frente de uma chama de vela. A lente gravitacional permite que você aprimore a luz de galáxias distantes, criando uma lente natural no espaço, que de outra forma permaneceria muito fraca para ser vista.
É claro que o alinhamento da Terra, uma lente gravitacional e uma galáxia distante nem sempre é perfeita. Além disso, o objeto na frente dos planetas, como regra, tem uma forma irregular. Esses fatores fazem galáxias distantes parecerem arcos. A mesma galáxia com diferentes lentes gravitacionais pode ser projetada de forma diferente.
Esta imagem, tirada pelo Telescópio Espacial Hubble, apresenta um aglomerado de galáxias Abell 370, no qual você pode ver vários arcos visíveis de luz galáctica. Muitas vezes, para definir dimensões claras, esses arcos podem ser reconstruídos para mostrar como a galáxia parece sem distorção.
Este é outro aglomerado massivo de galáxias Abell 2218, que é preenchido com alguns exemplos surpreendentes de galáxias de lentes gravitacionais. Esses arcos são luz de galáxias localizadas 5 a 10 vezes mais longe da Terra do que um aglomerado de galáxias. Abell 2218 amplifica a luz fraca das galáxias que existiam há mais de 13 bilhões de anos, menos de um bilhão de anos após o Big Bang. Esses arcos são realmente artefatos do começo dos tempos.
Se o alinhamento for perfeito e o objeto da lente for menos complexo que um aglomerado de galáxias, você poderá ver círculos quase perfeitos de luz ou ferraduras, onde a luz de uma galáxia distante se deforma 360 graus ao redor do objeto da lente. Por exemplo, a passagem de um buraco negro maciço isolado na frente de uma galáxia distante poderia criar uma cena tão dramática.
Como você pode ver nesta imagem marcante obtida pela Rede Atakam Grande Milimétrica / Submilimétrica (abreviada: ALMA. Inglês: Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), a luz de uma galáxia distante formava um círculo completo, apropriadamente chamado de “anel de Einstein”. uma antiga galáxia de formação de estrelas chamada SDP.81 e é o melhor exemplo do anel de Einstein hoje.
Às vezes, várias imagens do mesmo objeto podem ser vistas em torno de lentes gravitacionais. Uma antiga supernova pode ser observada nesta incrível imagem, que foi ampliada muitas vezes por uma enorme galáxia contida no aglomerado MACS J1149.6 + 2223, localizada a 5 bilhões de anos-luz. A supernova em si está localizada a uma distância de outros 4000000000 anos-luz e se refratou quatro vezes ao redor do objeto da lente. Tal estrutura é conhecida como a “Cruz de Einstein”.
