Existem várias coisas que nos excitam mais do que os segredos da matéria escura e da curvatura do espaço-tempo, mas quando você está envolto em uma imagem impressionante do anel de Einstein, você sabe que está em algo especial.
Em 2014, o Array Grid (ALMA) do Atakam Big milimetrado / submilimétrico no Chile observou uma aberração espacial espantosa durante a sua campanha Long Baseline. Ela viu uma galáxia distante distorcida além do reconhecimento pelo campo gravitacional de uma enorme galáxia em primeiro plano. Este é o chamado "anel de Einstein", em homenagem à teoria geral da relatividade de Einstein, que previa que o espaço-tempo pode ser dobrado pela presença de um poderoso campo gravitacional.
Neste caso, em primeiro plano está uma galáxia em frente a uma galáxia mais distante, localizada a cerca de 12 bilhões de anos-luz da Terra, com o resultado de que a luz de uma galáxia distante se inclina para passar em torno de um espaço-tempo curvo. O resultado foi um círculo quase perfeito de luz galáctica, tomado pelo ALMA como um dos exemplos mais proeminentes de lentes gravitacionais. Lente gravitacional é comum em observações do espaço profundo, quando galáxias maciças e aglomerados de galáxias dobram o espaço-tempo como uma folha de borracha dúctil, freqüentemente criando um efeito de espelho “curvo” que distorce as formas observadas de galáxias distantes cuja luz tomou um caminho confuso através de uma paisagem emaranhada no espaço-tempo. Mas às vezes, como se viu neste exemplo, o alinhamento pode ser tão perfeito que a luz de uma galáxia distante pode ser deformada em torno do primeiro plano simétrico da galáxia, criando um anel que lembra uma chama de vela atrás de uma lupa. As lentes gravitacionais são as lentes de aumento naturais do universo e são usadas com o Telescópio Espacial Hubble, por exemplo, para aumentar seu poder de observação no âmbito do projeto Frontier Fields.
Embora pareça um anel perfeito, essa observação particular da lente gravitacional "SDP.81" possui algumas pequenas distorções de anel e os astrônomos usaram essas distorções para detectar a presença de uma galáxia anã invisível localizada próxima a uma galáxia de lente mais massiva. E esse pequeno aglomerado de estrelas está cheio de matéria escura.
"Podemos encontrar esses objetos invisíveis da mesma maneira que você pode ver gotas de chuva na janela", disse Yashar Hezaveh, da Universidade de Stanford, na Califórnia, em um comunicado. "Você sabe que eles estão lá porque distorcem a imagem dos objetos de fundo." Pingos de chuva refratam sutilmente a luz, distorcendo a luz que passa pela janela; da mesma maneira, o campo gravitacional de uma galáxia anã invisível cria pequenas distorções no anel de Einstein, revelando sua presença na minúscula deformação do espaço-tempo.
Encontrar essa distorção e entender que era devido à presença de uma galáxia invisível não era uma tarefa fácil, e exigia enormes custos computacionais, exigindo, em particular, tempo em um dos supercomputadores mais poderosos do mundo, a National Science Foundation Blue Waters. Devido à sua proximidade com uma galáxia maior, sua massa estimada e a falta de dados ópticos, a equipe de Hezaveh acredita ter encontrado uma galáxia anã muito escura dominada pela matéria escura.
De acordo com as previsões, grandes galáxias deveriam ter uma grande população de galáxias anãs de satélite, mas estudos astronômicos podem detectar apenas alguns exemplos. Nossa galáxia, como é conhecida, tem cerca de 40 desses satélites, mas os modelos prevêem que devem existir milhares de outros semelhantes.
"Essa discrepância entre dados observados e preditos sobre o número de satélites tem sido um grande problema em cosmologia por quase duas décadas, alguns pesquisadores até a chamaram de" crise ", disse o membro da equipe Neal Dalal, da Universidade de Illinois. "Se esses objetos anões são feitos de matéria escura, isso pode explicar a discrepância, sugerindo uma nova compreensão da verdadeira natureza da matéria escura."
Agora há esperança de que muitas outras lentes gravitacionais possam ser estudadas para procurar distorções causadas por outros anões com dominância da matéria escura, e esperamos explicar de onde veio essa estranha disparidade de observações em comparação com a teoria. Se pudermos fazer isso, então talvez possamos esclarecer melhor os modelos obscuros da matéria e dar mais um passo para entender por que a matéria escura representa 85% da massa total do Universo.
